TERMODINAMICA DELL`INGEGNERIA CHIMICA

TERMODINAMICA DELL'INGEGNERIA CHIMICA
Docente: Prof. Ing. Cosimo Rizzo
Sede: Dipartimento di Ingegneria Chimica, Chimica Industriale e Scienza dei Materiali
Te!: 050-511 204
Fax: 050-511 266
Email: [email protected]
FINALITÀ ED OBIETTIVI DELL'INSEGNAMENTO
L'insegnamento si propone di fornire agli allievi la capacità di applicare i principi di conservazione
di massa ed energia ed il secondo principio della termodinamica alle operazioni dell'industria
chimica.
PROGRAMMA DEL CORSO
I FONDAMENTI: La Termodinamica come scienza sperimentale. La conservazione della massa
nelle apparecchiature chiuse e nelle apparecchiature aperte. La conservazione dell'energia nelle
apparecchiature chiuse e nelle apparecchiature aperte. Grandezze locali (o intensive), estensive,
specifiche. L'energia interna. 11 calore specifico. Gli scambi di calore e di lavoro meccanico ed
elettrico. L'entalpia
DATI VOLUMETRICI E CALORIMETRICI PER SISTEMI AD UN COMPONENTE SOLIDO
LIQUIDO E GASSOSO. IL PRINCIPIO EVOLUTIVO (O SECONDO PRINCIPIO) IN
TERMODINAMICA: L'entropia. Enunciato del principio evolutivo nella forma tipica per i sistemi
isolati. Espressione del principio evolutivo per i sistemi chiusi e per i sistemi aperti. Le macchine
termiche e le macchine frigorifere.
UNA VERSIONE RISTRETTA DEL PRINCIPIO EVOLUTIVO: L'ENERGIA LIBERA DI
GIBBS. TRASFORMAZIONI DI FASE PER SISTEMI AD UN COMPONENTE: Una versione
"ristretta" del principio evolutivo per sistemi chiusi, in termini di energia libera di Gibbs. Le
trasformazioni di fase isoterme-isobare in sistemi chiusi ad un componente. Relazione differenziale
di Clausius-Clapeyron. La tensione di vapore di un componente puro. Correlazioni di tensione di
vapore. Regola delle fasi per sistemi ad un componente.
SISTEMI A PIÙ COMPONENTI: Dati termodinamici per sistemi a più componenti. Il modello di
miscela ideale.
TRASFERIMENTI DI MATERIA IN SISTEMI A PIÙ COMPONENTI E REAZIONI
CHIMICHE. IL POTENZIALE CHIMICO: Processi "liberi", isotermi ed isobari di trasferimento di
materia e reazioni chimiche "libere", isoterme ed isobare aventi luogo in sistemi chiusi a più
componenti. 11 potenziale chimico. La grandezza ausiliaria fugacità di componente in miscela.
Valutazione di fugacità di componenti di miscele gassose e di miscele liquide. La regola delle fasi
in sistemi a più componenti, in assenza di reazioni chimiche.
I SISTEMI CHIMICAMENTE REAGENTI: Il bilancio di materia e di energia nei reattori chimici
chiusi. Determinazione delle entalpie standard di reazione. L'evoluzione dei sistemi chiusi chimicamente reagenti e il raggiungimento dell'equilibrio chimico. Dipendenza della composizione
d'equilibrio del sistema reagente dalle variabili termodinamiche. La regola delle fasi per sistemi
chimicamente reagenti.
MATERIALE DIDATTICO
Il testo di teoria è: Rizzo - Mauri: Basic thermodynamics far chemical engineering, due dispense di
complessivi 7 capitoli.
Per gli esercizi, sono disponibili alcuni brogliacci di esercizi svolti e commentati dall'Ing.Rizzo.
MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME
L'esame ha luogo attraverso due prove scritte: una di esercizi di calcolo, l'altra di teoria.
Eventualmente la seconda prova, su richiesta dello studente, può essere svolta oralmente.