Scopi

Studio della fisica tecnica, ovvero di qualche applicazione della fisica che si occupa del calore, del suo trasferimento, della sua conversione, del suo degradarsi. Il corso ha carattere applicativo e segue quelli di Chimica e Fisica; l'approccio alle leggi fondamentali è fenomenologico. Ciò consente maggior chiarezza per la comprensione delle applicazioni, nel campo della conversione energetica e del controllo ambientale.

Sono previste le seguenti precedenze di acquisto:

• Istituzioni di Analisi e Geometria
• Chimica
• Fisica II

Indicazioni per studenti che non siano in grado di frequentare i tutorati del corso di Fisica Tecnica

Il corso di Fisica Tecnica è un corso fondamentale inerente:

1. la formulazione e l'applicazione dei principi della termodinamica ai sistemi chiusi ed aperti;
2. l'analisi dei processi di scambio termico per conduzione, convezione, irraggiamento, con applicazione agli scambiatori di calore.

La teoria del corso è tutta contenuta nei seguenti documenti:

• Parte 1: nel testo di appunti: A. Sacchi, Termodinamica scaricabile dal sito dei corsi a distanza.
• Parte 2:
  • Manuale di meccanica, Hoepli, Milano 2006
  • A. Sacchi, G. Caglieris, Fisica Tecnica: climatizzazione, UTET

Eventuali approfondimenti possono essere condotti nei seguenti testi:

• A. Cavallini, L. Mattarolo, Termodinamica applicata
• A. Bonacina, A. Cavallini, L. Mattarolo, Trasmissione del calore
• Pietro Mazzei, videocorso di Fisica Tecnica, Pitagora Editrice

Lo studio di detti testi non è vincolante per sostenere l'esame. Possono essere utili, al fine di inquadrare i problemi susseguenti alle analisi teoriche, gli esempi numerici contenuti e sviluppati nel testo ESERCITAZIONI DI FISICA TECNICA stampato a cura del CONSORZIO NETTUNO dalla Editrice POLITEKO. I richiami di teoria anteposti alle esercitazioni non costituiscono testo di riferimento e le informazioni in essi contenute non sono assolutamente sufficienti a sostenere l'esame con profitto.

Una buona comprensione di questi esempi consente di acquisire manualità con le metodologie di calcolo e di individuare, aspetto fondamentale per un tecnico a qualunque livello, gli ordini di grandezza dei principali parametri termodinamici e di scambio termico.

La prova di esame consiste tanto in domande teoriche di carattere generale sulla teoria di base dei punti elencati, quanto su esercizi numerici specifici del tipo di quelli sviluppati nei fogli di calcolo del dischetto fornito insieme al testo:
A. Sacchi, Termodinamica.

Ulteriori testi di sussidio nella preparazione allo svolgimento degli esercizi sono :
A.Boeche, A. Cavallini, S.del Giudice: “Problemi di termodinamica applicata”, CLEUP;
P.Gregorio: “Fisica tecnica esercizi svolti”, Levrotto.

Gli argomenti del corso sviluppati con particolare attenzione nel corso dei tutorati sono:

1. Determinazione dei capisaldi dei cicli termodinamici semplici che utilizzano come fluido di processo un gas perfetto, valutazione dei rendimenti, calcolo delle quantità di calore e lavoro scambiati lungo le trasformazioni semplici costituenti;
2. Lettura delle coordinate termodinamiche di uno stato sul piano di Mollier per il vapor d'acqua finalizzata a determinare i capisaldi del ciclo Rankine - Hirn e valutare il rendimento di un impianto a vapore;
3. Tracciamento di un ciclo inverso per un refrigerante sul diagramma entalpia-logaritmo delle pressioni;
4. Trasmissione del calore: applicazioni pratiche;
5. Disperdimenti termici negli edifici;
6. Caratterizzazione delle proprietà emissive del corpo nero e scambio termico per irraggiamento tra corpi grigi in geometrie piane.

Testi consigliati dal docente responsabile del corso:

• Alfredo Sacchi, Giovanni Caglieris, Fisica Tecnica: climatizzazione, Vol. II, UTET, Torino
• Manuale di Meccanica, Hoepli, 2005

Questo materiale è liberamente distribuito in formato .pdf ed è utilizzabile da tutti gli studenti del corso.
Non ne è consentita la distribuzione e la copia per altri usi che non siano quelli didattici.

Le DISPENSE DI TERMODINAMICA sono state prodotte nell' a.a. 2004-2005 dal Prof. Sacchi con la collaborazione del Ce.Te.M.
Il materiale è fruibile aprendo il file in formato .pdf internamente al browser.
Per un corretto utilizzo di tale materiale è necessario installare sul proprio computer Adobe Acrobat 4.0 (o superiore) , Microsoft Excel (2000 o superiore) .

Riportiamo qui di seguito alcune indicazioni per utilizzare al meglio queste dispense:

• Nella pagina iniziale cliccare sul titolo del libro per entrare nell'indice del libro stesso;
• all'interno dell'indice si accede ai vari capitoli o sottocapitoli;
• nei capitoli vi sono parti di testo evidenziate in giallo che vi forniranno materiale aggiuntivo;
• è necessario abilitare le macro all'interno dei fogli di excel per utilizzare i programmi proposti dal docente;
• è necessario impostare la visualizzazione dei fogli di excel al di fuori del browser affinchè funzionino i pulsanti di navigazione all'interno dei fogli di lavoro.

• DISPENSE IPERTESTUALI FISICA TECNICA (Versione 2.0 09/01/2007) ( 102 KB)
  (TESTO DI TERMODINAMICA)
• È possibile accedere alle dispense come file compresso completo da utilizzare sul proprio computer: file .zip completo (28,4 Mb)

in caso di problemi collegatevi direttamente alla directory contenente i file.

Sono disponibili presso POLITEKO le dispense delle esercitazioni.

L'utilizzo del videocorso è facoltativo; il materiale didattico di riferimento per la preparazione dell'esame è la dispensa ipertestuale.

Videocorso utilizzato: Fisica Tecnica

• Prof. Pietro Mazzei, Università di Napoli Federico II

• [1.] Presentazione ed introduzione al corso
• [2.] Termodinamica degli stati: Superficie caratteristica
• [3.] Termodinamica degli stati: Piani pT-pv
• [4.] Termodinamica degli stati: Vapori saturi e surriscaldati
• [5.] Termodinamica degli stati: Il gas ideale - Il gas reale
• [6.] Termodinamica degli stati: Il gas ideale - Liquidi
• [7.] Equazioni di bilancio di una proprietà estensiva
• [8.] Equazione di bilancio di energia
• [9.] Introduzione alla seconda legge della termodinamica
• [10.] Variazioni di entropia
• [11.] Interazione energetica come lavoro
• [12.] Conversione dell'energia termica in energia meccanica
• [13.] La macchina frigorifera; la pompa di calore
• [14.] Introduzione alla trasmissione del calore: parte 1
• [15.] Introduzione alla trasmissione del calore: parte 2
• [16.] Introduzione alla trasmissione del calore: parte 3. Equazione differenziale della conduzione
• [17.] Conduzione: Condizioni ai limiti - Lastra piana
• [18.] Conduzione: Lastra piana
• [19.] Conduzione: Lastra cilindrica - Lastra piana con generazione
• [20.] Conduzione: Lastra piana con generazione - Regime instazionario
• [21.] Irraggiamento: Corpo nero - Caratteristiche radiative superficiali per corpi opachi
• [22.] Irraggiamento: Corpo grigio - Fattore di configurazione geometrica
• [23.] Irraggiamento: Scambio termico tra superfici nere
• [24.] Irraggiamento: Scambio termico tra superfici grigie
• [25.] Convezione: Flusso esterno forzato - Relazioni adimensionali - Strato limite
• [26.] Convezione: Flusso interno forzato - Convezione naturale
• [27.] Scambiatori di calore: parte 1
• [28.] Scambiatori di calore: parte 2
• [29.] Componenti di sistemi termodinamici: parte 1
• [30.] Componenti di sistemi termodinamici: parte 2
• [31.] Componenti di sistemi termodinamici: parte 3. Impianti motori: generalità
• [32.] Impianto motore a vapore
• [33.] Impianto motore a vapore: Modifiche al ciclo di base
• [34.] Impianto motore a vapore: Rigenerazione - Irreversibilità della turbina
• [35.] Impianto motore a vapore: Esempi di calcolo
• [36.] Impianto motore a gas: parte 1
• [37.] Impianto motore a gas: parte 2
• [38.] Impianto motore a gas: Esempi numerici. Impianto operatore a vapore: Introduzione
• [39.] Impianto operatore a vapore: parte 1
• [40.] Impianto operatore a vapore: parte 2

L'esame consiste in una prova scritta con domande di teoria e risoluzione di esercizi.