Programma del Corso di Fisica Tecnica anno accademico 2016

Programma del Corso di Fisica Tecnica anno accademico 2016 (9 CFU)
Prof. Roberto de Lieto Vollaro
PERIODO DAL 4 OTTOBRE AL 15 NOVEMBRE
INTRODUZIONE
RICHIAMI UNITÀ DI MISURA
1.
TRASMISSIONE DEL CALORE
1) Conduzione
Conduzione: fenomenologia della conduzione; generalità sui campi termici; Postulato di Fourier. Equazione di
Fourier, in coordinate cartesiane e cilindriche, con e senza sviluppo interno di calore. Esempi di soluzioni
esatte: lastra piana e strato cilindrico in regime stazionario. Cenni sull’adduzione sulle facce limite. La
similitudine elettrica.Raggio critico di isolante. Esempio di regime variabile: Regime periodico stabilizzato in
un mezzo semi-infinito
2) Convezione
Definizione. Convezione naturale e convezione forzata. Schematizzazione del fenomeno. Definizione del
coefficiente di scambio termico. Analisi dimensionale. Teorema di Buckingham. Metodo degli indici.
Determinazione delle variabili dimensionali caratteristiche del trasporto termico. Applicazioni.
3) Irraggiamento
Legge di Kirchhoff. Legge di Planck, di Stefan-Boltzmann e di Wien. Corpi grigi. Applicazioni.
4) Fenomeni complessi
Trasmissione del calore per adduzione. Applicazioni.
PERIODO DAL 15 NOVEMBRE AL 15 DICEMBRE
2.
TERMODINAMICA APPLICATA
1) Sistemi termodinamici
Cenni storici. Equilibrio termodinamico. Lavoro di un sistema chiuso. Concetto di temperatura.
2) Primo principio
Conversione e trasformazione dell’energia: formulazione del primo principio. Energia interna. Calore
specifico.
3) Secondo principio
Enunciati del secondo principio. Ciclo di Carnot. Teorema di Carnot. Scala termodinamica della
temperatura. Entropia. Trasformazione reversibile ed irreversibile.
4) Cicli termodinamici
Ciclo delle turbine a vapore (Rankine). Ciclo della macchina frigorifera a compressione di vapor saturo.
5) Termodinamica dell’aria
Miscugli gassosi. Aria umida. Umidità assoluta e relativa. Temperatura di rugiada. Entalpia associata.
Diagramma di Mollier. Trasformazione dell’aria umida. Psicrometro.
Scambi energetici tra uomo e ambiente. Benessere termoigrometrico. Equazioni del benessere. Indici di
comfort termico: temperature effettive, PMV, PPD.
6) Qualità e trattamenti dell’aria
La qualità dell’aria negli ambienti confinanti. Impianti di riscaldamento (cenni) Impianti di climatizzazione
(cenni) Impianti di condizionamento:impianti a tutt’aria (cenni). Impianti misti (cenni).
PERIODO DAL 15 DICEMBRE AL 22 GENNAIO
3.
ACUSTICA APPLICATA
1) Definizioni, grandezze fisiche fondamentali, campi sonori e propagazione di onde acustiche. Sorgenti sonore
e loro tipologie. Caratterizzazione dello stimolo. Scala dei decibel
2) L’organo uditivo e le grandezze psicofisiche. Audiogramma normale e scala di phon.
3) Acustica dei suoni desiderati: modi propri di una sala, tempo di riverberazione, indici di qualità di una sala,
trattamenti acustici.
4) Acustica dei rumori indesiderati: caratterizzazione del fenomeno, indici di valutazione, legislazione vigente.
5) Metodi di misura: descrizione della strumentazione utilizzabile e delle metodologie di misura, legislazione
vigente.
4.
ILLUMINOTECNICA
1) Definizioni, grandezze fisiche fondamentali, leggi fondamentali dell’irraggiamento. Caratterizzazione dello
stimolo.
2) L’organo visivo e le grandezze psicofisiche. Fotometria e principi di colorimetria.
3) Metodi di misura delle grandezze fotometriche: descrizione della strumentazione utilizzabile e delle
metodologie di misura.
4) Sorgenti luminose artificiali: lampade ad incandescenza, lampade a scarica, Led
5) Apparecchi illuminanti: caratteristiche e funzionamento. Curve fotometriche e loro costruzione.
6) Tecnica di illuminazione artificiale: illuminazione di interni, illuminazioni di esterni. Equilibri di luminanze.
Principi di progettazione e legislazione vigente.
TESTI DI RIFERIMENTO
1.
2.
Yunus A. Çengel, “Termodinamica e trasmissione del calore”, McGraw-Hill Education (testo base in versione
completa con compendio di Acustica ed Illuminotecnica)
Michael Moran et al., “Elementi di Fisica Tecnica per l’Ingegneria”, McGraw-Hill (per consultazione ed
approfondimento)