Il corso ha l’obiettivo di fornire agli studenti le conoscenze fondamentali per comprendere i principi base della termodinamica, dei processi di conversione e utilizzo dell’energia, della trasmissione del calore e della psicrometria, nonché le competenze necessarie per collegare la teoria alle applicazioni ingegneristiche più comuni.
È prevista la propedeuticità di Analisi Matematica e Fisica.
Il corso viene erogato mediante lezioni frontali teoriche ed esercitazioni in aula, quest’ultime volte ad approfondire e consolidare gli argomenti trattati durante le lezioni.
L'esame consiste in una prova scritta, che prevede la risoluzione di quesiti numerici, e in una prova orale su argomenti trattati durante il corso.
La verifica mira a valutare se lo studente abbia conoscenza e comprensione degli argomenti trattati e se abbia acquisito capacità interpretativa e autonomia di giudizio in casi concreti. Lo studente dovrà inoltre dimostrare capacità espositive ed argomentative tali da consentire la trasmissione delle sue conoscenze all'esaminatore.
La soglia di sufficienza si riterrà raggiunta quando lo studente mostri conoscenza e comprensione degli argomenti trattati almeno nelle linee generali e abbia mostrato conoscenze applicative utili per la risoluzione di casi concreti.
Il voto finale sarà attribuito secondo il seguente criterio di valutazione:
30 - 30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
26 - 29: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, piena proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
24 - 25: conoscenza degli argomenti con un buon grado di apprendimento, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti;
21 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti, ma mancata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, limitata capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
18 - 20: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, capacità interpretativa sufficiente, capacità di applicare le conoscenze basilari acquisite;
Insufficiente: lo studente non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.
G. Cesini, G. Latini, F. Polonara - Fisica Tecnica - Città Studi Edizioni
Y. A. Çengel - Termodinamica e trasmissione del calore - McGraw Hill.
G. Rodonò, R. Volpes - Termodinamica e trasmissione del calore - Dario Flaccovio.
F. Kreith - Principi di trasmissione del calore – Liguori Editore
Il corso copre argomenti relativi ai principi della termodinamica, ai cicli termodinamici diretti e inversi, alla trasmissione del calore.
TERMODINAMICA
SISTEMI TERMODINAMICI
Grandezze fisiche ed unità di misura. Sistemi chiusi, aperti e isolati. Volume e massa di controllo. Proprietà di un sistema. Stati di equilibrio. Forme di energia. Trasformazioni termodinamiche.
PROPRIETÀ DELLE SOSTANZE PURE
Fasi di una sostanza pura. Cambiamenti di fase delle sostanze pure. Diagrammi termodinamici. Tabelle delle proprietà termodinamiche. Gas perfetti
PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA
Calore e lavoro. Energia interna, entalpia.
Primo principio della termodinamica per sistemi chiusi e per sistemi aperti. Entropia.
Secondo principio della termodinamica.
Enunciati di Clausius e di Kelvin.
CICLI DIRETTI E CICLI INVERSI
Macchina termica. Ciclo di Carnot. Cicli a gas: Otto, Diesel e Joule. Cicli a vapore: Hirn e Rankine. Ciclo inverso di Carnot. Macchine frigorifere e pompe di calore.
MISCELE DI ARIA E VAPORE D’ACQUA
Aria secca e aria atmosferica. Umidità specifica e umidità relativa. Temperature di rugiada e di saturazione adiabatica. Diagramma psicrometrico.
TRASMISSIONE DEL CALORE
CONDUZIONE
Conducibilità termica. Legge di Fourier. Equazione generale della conduzione. Conduzione termica stazionaria in pareti piane, cilindri e sfere.
CONVEZIONE
Convezione naturale e convezione forzata. Legge di Newton. Strato limite dinamico e strato limite termico. Equazioni dello strato limite. Analisi dimensionale. Numeri di Nusselt, Reynold, Grashof e Prandtl.
IRRAGGIAMENTO
Radiazione termica. Proprietà radiative. Corpo nero. Leggi dell’irraggiamento. Fattori di vista.
Scambio termico tra superfici nere e grigie.
