Fisica tecnica - Programma delle lezioni AA 2010/11 pag

Sistemi energetici per l'industria
Settimana e data
Prima parte: Fisica tecnica - Programma delle lezioni
Blocco di ore
Argomento
n.
1
2
Venerdì
Lunedì
24-set-10
27-set-10
A.A. 2010/11
2
3
ore
4
4
Secondo principio della termodinamica
Impossibilità MP2S. Entropia. Proprietà dell'entropia: additività, criterio di reversibilità. Generazione per irreversibilità.
Equazione di bilancio.
Stati di equilibrio stabile
Principio di massima entropia e principio di minima energia. Principio di stato. Relazione fondamentale entropica ed
energetica. Temperatura, pressione, forze generalizzate e potenziali totali (chimici). Mutuo equilibrio stabile (MES) e
condizioni necessarie per il MES. Osservazioni sulla pressione. Temperature relative Celsius e Fahrenheit e loro
relazione con la temperatura assoluta.
Diagramma energia-entropia
Diagramma energia-entropia: curva degli SES, sua concavità, temperatura; rappresentazione degli stati che non sono di
ES; stati raggiungibili con processi meccanici; impossibilità del MP2S. Osservazioni sui processi meccanici reversibili: la
propagazione acustica come esempio di processo meccanico reversibile.
Lavoro e calore
Interazione di tipo lavoro e di tipo non-lavoro. Notazione per lavoro. Processo adiabatico. Interazioni di tipo calore.
Notazione per calore. Equazioni di bilancio per un sistema chiuso.
Fondamenti di termodinamica
Esercizi sull'applicazione dei bilanci di energia e di entropia a sistemi chiusi. Relazioni di stato più utilizzate per sostanze
incomprimibili perfette.
Fondamenti di termodinamica
Esercizi sull'applicazione dei bilanci di energia e di entropia a sistemi chiusi.
2
Venerdì
1-ott-10
3
Lunedì
4-ott-10
3
Venerdì
8-ott-10
4
4
Macchine termiche
Macchine a ciclo diretto e a ciclo inverso; modello di macchina che operi tra due serbatoi. Motori termici: equazioni di
bilancio, rendimento di 1° principio, coefficiente di Carnot, rendimento di 2° principio.
Lezione sospesa per impegno istituzionale del docente
5
4
Macchine termiche
Equazioni di bilancio, COP e rendimento di 2° principio per frigoriferi e pompe di calore.
Esercizi sulle macchine termiche.
pag. 1
10/10/2010 - 11.14
Sistemi energetici per l'industria
Settimana e data
Prima parte: Fisica tecnica - Programma delle lezioni
Blocco di ore
Argomento
n.
4
4
4
5
Lunedì
Venerdì
Venerdì
Lunedì
11-ott-10
15-ott-10
15-ott-10
18-ott-10
A.A. 2010/11
6
7
8
9
ore
4
4
2
4
5
Venerdì
22-ott-10
10
4
6
Lunedì
25-ott-10
11
2
Sistemi semplici
Funzioni omogenee e definizione di sistema semplice. Prop. estensive, intensive, specifiche. Sistemi semplici
Stato intensivo. Stati omogenei ed eterogenei, definizione di fase. Regola delle fasi. Applicazione della regola delle fasi al
caso di una sostanza pura.
Stati bifase. Tabelle con le proprietà dell'H20 negli stati saturi. Esercitazione sulle tabelle delle proprietà H2O alla
saturazione e sul loro uso. Applicazione ad alcuni problemi semplici.
Sistemi aperti
Stato di flusso di massa e interazione di tipo flusso di massa. Equazioni di bilancio per sistemi aperti.
Applicazione dell'eq.ni di bilancio per sistemi aperti ad alcuni componenti di impianti: introduzione; pompa e compressore
(con esempi numerici); turbina a gas e turbina a vapore (con esempio numerico; valvola.
Aria umida
Aria secca e aria umida. Richiami sulle proprietà delle miscele di gas. Umidità specifica ed assoluta, temperatura di
rugiada. Psicrometria.
Esercizi sull'aria umida.
Esercizi sul calcolo delle proprietà e sulle trasformazioni dell'aria umida.
Trasmissione del calore: nozioni di base
Introduzione alla Trasmissione del Calore. Modello di mezzo continuo in equilibrio termodinamico locale (ETL). Modalità
di scambio: conduzione, conducibilità termica e legge di Fourier; irraggiamento; convezione, legge di raffreddamento di
Newton e coefficiente di scambio termico convettivo.
Conduzione stazionaria: sol. 1D per parete piana (cenni).
Scambiatori di calore
Tipologie e criteri di classificazione. Applicazione dell'equazione di bilancio dell'energia ad uno scambiatore di calore.
Coefficiente globale di scambio, fattore di sporcamento (fouling). Scambiatori a correnti parallele: media logaritmica delle
differenze di temperatura; andamenti qualitativi delle temperature nei due circuiti; efficienza di uno scambiatore.
Esercizi sugli scambiatori di calore.
Esercizi di riepilogo
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10/10/2010 - 11.14