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Chimica organica e Fenomeni di trasporto
01VJMLS
A.A. 2024/25
Lingua dell'insegnamento
Italiano
Corsi di studio
Organizzazione dell'insegnamento
| Didattica | Ore |
|---|---|
| Lezioni | 36,5 |
| Esercitazioni in aula | 10,5 |
| Esercitazioni in laboratorio | 3 |
Docenti
| Docente | Qualifica | Settore | h.Lez | h.Es | h.Lab | h.Tut | Anni incarico |
|---|
Collaboratori
Didattica
| SSD | CFU | Attivita' formative | Ambiti disciplinari |
|---|
2024/25
Il trasporto di proprietà costituisce uno dei fondamenti dell'ingegneria e trova applicazione in diversi ambiti, come lo studio dei processi produttivi e delle proprietà dei materiali, il dimensionamento di apparecchiature di processo e lo sviluppo di nuove tecnologie.
L’insegnamento di Fenomeni di Trasporto fornisce la conoscenza di base dei meccanismi di trasporto di quantità di moto, materia e energia e la capacità di prevederne quantitativamente la velocità e l'entità. L'insegnamento si basa sull'applicazione dei principi di conservazione e sulla definizione dei flussi di proprietà mediante opportune relazioni. Verrà data particolare enfasi alle analogie (e alle differenze) tra i meccanismi coinvolti nel trasporto delle tre proprietà studiate.
The transport of properties is one of the fundamental aspects of engineering and finds application in various fields, such as the study of production processes and material properties, the design of process equipment, and the development of new technologies.
The Transport Phenomena course provides basic knowledge of the mechanisms of momentum, mass, and energy transport, as well as the ability to quantitatively predict their rate and extent. The course is based on the application of conservation principles and the definition of fluxes through appropriate relationships. Particular emphasis will be placed on the analogies (and differences) between the mechanisms involved in the transport of the three properties.
L’insegnamento porta l'allievo/a a conoscere i meccanismi diffusivi e convettivi del trasporto di proprietà. La trattazione sarà volta a fornire all'allievo/a la capacità di valutare quantitativamente questi fenomeni mediante l'applicazione di bilanci locali ed integrali. Pertanto, al termine dell'insegnamento l'allievo/a dovrà essere in grado di impostare in modo matematicamente corretto i problemi di scambio di calore, di materia e di quantità di moto, e di motivare le ipotesi semplificative effettuate. Inoltre, l'allievo/a dovrà risolvere tali problemi per geometrie semplici.
At the end of the first part of the course, students will be able to recognise the main classes of organic compounds and their most common reactions with their chemical mechanisms. Students will also know: a) basic spectroscopic methods for the identification of organic molecules b) use of IUPAC nomenclature c) basic ideas on scientific literature.
At the end of the second part of the course, students can solve problems (with simple geometry) involving momentum, mass and heat transfer by a rigorous development of the basic differential equations of energy, mass and momentum.
In order to reach assessment autonomy and technical communication, the students must be able to:
– write a laboratory report
– analyze scientific literature
– know international terminology
These knowledges and skills shall be achieved through laboratory practices and bibliography research. Lab work will include simple experiments with the use of UV-Vis spectrophotometer, tensiometer and polarimeter.
Fondamenti di calcolo differenziale e integrale, proprietà di vettori e matrici.
Students should know the basic concepts of general chemistry (atom structure, chemical bonding, stoichiometry, thermochemistry, chemical equilibria, kinetics).
Basics of thermodynamics, physics and calculus are required.
(0) Introduzione e bilanci di proprietà
(1) Trasporto di quantità di moto: trasporto molecolare e legge di Newton; caratteristiche dei fluidi Newtoniani e non Newtoniani; viscosità di gas, liquidi (polimerici e non), sospensioni ed emulsioni; trasporto per convezione; problemi di trasporto di quantità di moto per geometrie semplici; impostazione generale delle equazioni di trasporto; cenni sulla turbolenza.
(2) Trasporto di energia: conduzione, legge di Fourier e conducibilità termica di gas, liquidi e solidi; convezione, proprietà dei fluidi, coefficienti di scambio; Irraggiamento, interazione radiazione-superfici, scambio di energia tra corpi neri e grigi, fattori di vista.
(3) Trasporto di materia: convezione; diffusione e legge di Fick, coefficiente di diffusione di gas, liquidi e solidi; problemi di trasporto di materia in geometrie semplici; impostazione generale delle equazioni di trasporto; modelli semplificati per il trasferimento di materia interfacciale.
solubility. Classification of solvents. Surfactants.
Classification of organic compounds and basics of IUPAC nomenclature. Hydrocarbons, heterocyclic compounds, derived compounds. Main organic functions and substitutive IUPAC nomenclature. Isomerism.
Theory of resonance. Electronic effects of organic functions. Acids and bases in organic chemistry.
Absorption spectroscopies: UV-Vis, IR, NMR.
Main chemical reactions: radical and electrophilic additions (on alkenes and dienes), nucleophilic additions (on aldehydes and ketones); electrophilic aromatic substitution, radical substitutions on alkanes, nucleophilic aliphatic substitution (Sn1,SN2 on halides and alcohols); acylic nucleophilic substitution (on carboxylic acids and their derivatives) elimination (unimolecular and bimolecular mechanism).
Basics on scientific literature and bibliographic search.
Energy transport: Fourier’s law of heat conduction; thermal conductivity of gases, liquids and solids; convective transport of energy; definitions and analytical calculations of the heat transfer coefficients; energy transport by radiation; use of macroscopic balances to solve steady-state problems.
Momentum transport: Molecular transport of momentum and Newton’s law; Viscosity for Newtonian and non-Newtonian fluid: gas, polymeric and non-polymeric liquids, emulsions and suspensions; Convective momentum transport; use of macroscopic momentum balances so as to solve steady-state problems.
Mass transport: diffusion and Fick’s law; mass and molar transport by convection; macroscopic and shell mass balances; diffusion in homogeneous and heterogeneous media, use of macroscopic balances to solve steady-state problems.
Safety: safety in a chemical laboratory.
Il modulo di Fenomeni di trasporto si articola in lezioni ed esercitazioni in aula (ca. 50 ore) in cui verranno applicati i concetti visti a lezione mediante la risoluzione di problemi che coinvolgono il trasporto di quantità di moto, materia ed energia.
Transport Phenomena and Safety is organized in lectures and practical sessions devoted to the solution of simple problems in the classroom. Furthermore, it involves weekly assignments in which students practice application of concepts learned in lecture to problems in materials processing.
R.B. Bird, W.E. Stewart and E.N. Lightfoot, Transport Phenomena, 2nd edition, Wiley, 2002.
R.B. Bird, W.E. Stewart and E.N. Lightfoot, Transport Phenomena, 2nd edition, Wiley, 2002.
Slides; Esercizi;
Lecture slides; Exercises;
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;
Exam: Written test; Optional oral exam;
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L’esame consiste di:
1. Una prova scritta (obbligatoria, max. 30 pt);
2. Un colloquio orale (facoltativo).
La prova scritta ha una durata di 90 minuti e prevede la risoluzione di due esercizi di calcolo e dei quesiti di teoria a risposta aperta. Durante la prova scritta, l’allievo/a può consultare esclusivamente il materiale fornito dal docente e non può consultare altre fonti di informazione quali libri, manuali o appunti.
In caso di valutazione sufficiente della prova scritta (>18 pt), l’allievo/a può eventualmente accedere alla prova orale. Il colloquio orale vuole verificare la comprensione dei concetti teorici visti durante l’insegnamento mediante derivazioni matematiche e/o la discussione dei meccanismi di trasporto e delle proprietà di fluidi e solidi e/o l'esecuzione di brevi esercizi di calcolo. La valutazione della prova orale modifica di +/- 6 pt la valutazione della prova scritta.
Il voto finale è la media pesata delle valutazioni ottenute per i due moduli del corso (50% per la parte di Chimica Organica e 50% per la parte di Fenomeni di Trasporto).
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
Exam: Written test; Optional oral exam;
For Transport Phenomena, the grade will be determined by a written test. This test is a 2-hour, closed-book, closed-notes examination; it consists of three written assignments, which requires the application of concepts learned in lecture to problems in materials processing.
The final grade is the weight average of the marks of the two parts (50% Organic Chemistry, 50% Transport Phenomena)
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.