Chimica e fluidodinamica: una coppia strana

Chimica e fluidodinamica:
una coppia strana
Perché vale la pena
conoscerle un po’ meglio
Dal sottomarino nucleare al cioccolato
Interazione tra chimica, fluidodinamica
ed i consigli … del saggio cinese
Orazio PUGLISI
[email protected]
Dipartimento di Scienze Chimiche
Università degli Studi di Catania
Dipartimento di Scienze Chimiche
05/06/2017
Università degli Studi di Catania
piazza Università, Catania
Orazio Puglisi: La Chimica e la
Fluidodinamica
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La presentazione è progettata come un momento
distensivo per gli studenti del mio corso di Chimica Fisica
Industriale che si sono sorbiti, con eroica sopportazione,
la Fluidodinamica, le matrici di Onsager, i termini reattivi,
le equazioni di Fourier, le fluttuazioni termodinamiche, la
Decomposizione Spinodale, la Nucleazione e crescita e
simili amenità.
Per questo motivo troverete solo un po’ di scienza e molte
immagini, anche "esotiche".
Ed anche cose poco serie ...
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Orazio Puglisi: La Chimica e la
Fluidodinamica
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Chimica e fluidodinamica: una coppia
strana
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Chimica e fluidodinamica: ubiquitarie
Indispensabili l’una per l’altra
Interdipendenti in modo altamente non lineare
Dispettose, affascinanti, misteriose, indisponenti e dure
come si conviene a due prime donne *.
Ma siamo proprio sicuri di amarle?
Chi ce lo fa fare?
* La verità è che Chimica e Fluidodinamica si sovrappongono nelle rispettive zone oscure …
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Fluidodinamica
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Elenco dei principali personaggi,
in ordine di importanza decrescente,
da Newton ed Einstein sino ad un asinello ed al saggio cinese
Marilyn
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David Beckham
Babbo Natale
Asinello
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Chimica e la
Fluidodinamica
Albatross
Il suicida
Saggio cinese
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La fluidodinamica
Albatross Thalassarche chlororhyncos
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Orazio Puglisi: La Chimica e la
Fluidodinamica
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Evviva la fluidodinamica!
Anche questa è fluidodinamica!
Il vento è cambiato …
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Orazio Puglisi: La Chimica e la
Fluidodinamica
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Inversione termica ed indice di
rifrazione: sole a patata
Il reattore nucleare più sicuro,
a 150 milioni di km dalla terra …
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Orazio Puglisi: La Chimica e la
Fluidodinamica
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La fluidodinamica nella vita di tutti i giorni.
La bora sul molo esterno del porto di Trieste
Un problema complicato
Camogli 30 Ottobre 2008
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Orazio Puglisi: La Chimica e la
Fluidodinamica
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Le anatre non hanno studiato la fluidodinamica ma sentono l’effetto
del “vortice di estremità” e si adeguano volando in formazione a V .
Disponendosi in una formazione a "V", l'intero stormo guadagna un 71% di efficienza di
volo rispetto al volo di un singolo uccello.
Le anatre e le oche nella loro migrazione annuale devono percorrere sino a 5.000 km
.
due volte l'anno … L’efficienza
del volo non è un optional !
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Fluidodinamica
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Vortice di estremità
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Fluidodinamica
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La Fluidodinamica a casa nostra ….
Apriamo un rubinetto, il flusso
dell’acqua diventa sempre più
V1
A1
stretto mentre l’acqua cade.
La velocità dell’acqua aumenta
V2
A2
mentre cade per gravità
e perciò la sezione si restringe.
Il prodotto velocità x sezione è costante ( equazione della
continuità)
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Fluidodinamica
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Separazione del flusso
(laminare/turbolento)
Flusso attorno ad una sfera
liscia (sopra) ad alta velocità
(numero di Reynolds, Re, alto)
con separazione e formazione
della scia turbolenta.
Allo stesso valore di Re una sfera
ruvida (sotto) produce una scia
più sottile ed una resistenza
molto minore, anche se l’attrito
è superiore.
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Compromesso attrito/pressione
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