Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio

Termodinamica Trasformazioni reversibili ed irreversibili, variabili di stato intensive ed estensive, equazione di stato, gas perfetti. Equazione di stato dei gas perfetti. Definizione di lavoro. Definizione di calore. Primo principio della termodinamica per sistemi chiusi. Energia interna. Entalpia. Dipendenza dell’energia interna e dell’entalpia di un gas perfetto dalla sola temperatura. Equazione delle trasformazioni adiabatiche. Calcolo del calore e del lavoro scambiato lungo trasformazioni reversibili. Calore specifico. Cambiamenti di fase. Diagramma di stato p‐v‐T. Titolo del vapore. Calore latente di trasformazione. Equazione di Clapeyron‐Clausius. Fattore di comprimibilità. Primo principio della termodinamica per sistemi aperti. Equazione di conservazione della massa. Equazione di conservazione dell’energia. Perdite di carico nei tubi Secondo principio della termodinamica. Macchine termiche. Ciclo di Carnot. Rendimento termico. Scala termodinamica delle temperature. Relazione di Clausius. Entropia. Piani termodinamici temperatura‐entropia ed entalpia‐entropia. Inequazione di Clausius. Macchine termiche a vapore. Ciclo Rankine. Motori a combustione interna. Ciclo Otto. Ciclo Diesel. Ciclo Joule‐Brayton. Cenni sui cicli termodinamici inversi. Ciclo frigorifero a compressione di vapore. Termopompe. Trasmissione del Calore Introduzione alla trasmissione del calore. Aspetti generali della conduzione termica, convezione ed irraggiamento. Conduzione termica. Postulato di Fourier. Conducibilità termica. Equazione generale della conduzione. Condizioni al contorno. Diffusività termica. Conduzione termica in regime stazionario. Trasmissione del calore attraverso lastre piane, lastre cilindriche e gusci sferici. Concetto di resistenza termica. Trasmissione del calore attraverso lastre piane con sviluppo interno di calore. Trasmissione del calore in elementi cilindrici con sviluppo interno di calore. Pareti piane e cilindriche multistrato. Conduzione termica in regime transitorio. Trasmissione del calore in un mezzo semi‐infinito con variazione brusca della temperatura superficiale e con variazione sinusoidale della temperatura superficiale. Convezione. Aspetti generali. Definizione di convezione naturale, forzata e mista. Cenni di moto dei fluidi reali. Viscosità dinamica e cinematica. Moto laminare e moto turbolento. Concetti di strato limite meccanico e strato limite termico. Coefficiente di convezione. Numeri adimensionali di Reynolds, Prandtl, Nusselt, Grashof e loro significato fisico. Similitudine. Convezione forzata. Deflusso esterno su superfici piane. Deflusso interno entro condotti. Convezione naturale. Deflusso esterno nell’intorno di una lastra piana verticale e di un cilindro orizzontale a temperatura uniforme. Scambio termico all’interno di intercapedini e cavità. Numero di Rayleigh. Irraggiamento. Emissione dell’energia raggiante. Irradiamento integrale. Emissione specifica. Intensità dell’irradiamento integrale. Legge di Lambert. Comportamento dei corpi nei confronti della radiazione incidente. Coefficienti di assorbimento, rinvio e trasparenza. Legge di Bouguer. Costante di assorbimento. Principio di Kirchhoff. Corpo nero. Legge di Stefan. Legge di Plank. Legge di Wien. Emissione dei corpi non neri. Emissività globale. Emissività spettrale. Corpi grigi. Corpi reali. Selettività. Scambio termico per irraggiamento. Fattori di forma. Approccio della radiosità. Scambio termico per adduzione. Trasmissione del calore tra due fluidi separati da una parete piana o cilindrica multistrato. Trasmittanza termica. Raffreddamento o riscaldamento naturale di un corpo (Metodo delle capacità concentrate).

Algebra, geometria euclidea, calcolo differenziale e integrale, risoluzione di equazioni differenziali lineari. Termodinamica teorica.

Lo studente è libero di utilizzare per lo studio quei testi che svolgono gli argomenti con approfondimento almeno pari a quello trattato nelle lezioni. Tuttavia si rende noto che il corso delle lezioni, per grandi linee, ha seguito l’impostazione dei seguenti testi: Massimo Corcione, Note di trasmissione del calore, Editore CISU, ISBN 9788879757515 Cesini, Latini, Polonara, Fisica tecnica, CittàStudi edizioni

La prova scritta dell'esame può essere sostenuta in due modi alternativi: due esoneri svolti durante il periodo di lezione; una prova scritta durante il giorno in cui viene fissato l'esame. La prova orale consiste in un colloquio successivo al passaggio positivo della prova scritta nel giorno della prova scritta o nei giorni successivi in caso di una forte presenza di iscritti all'esame.

La frequenza del corso non è obbligatoria, ma fortemente consigliata.

Lo scritto è composto da 4 domande ciascuno. Il voto totale è compreso tra 0 e 30 e lode. L'orale è un voto compreso tra 0 e 30 e lode. La media aritmentica arrotondata per eccesso tra esoneri/scritto e orale costituisce il voto finale dell'esame.

La prova scritta dell'esame può essere sostenuta in due modi alternativi: due esoneri svolti durante il periodo di lezione; una prova scritta durante il giorno in cui viene fissato l'esame. La prova orale consiste in un colloquio successivo al passaggio positivo della prova scritta nel giorno della prova scritta o nei giorni successivi in caso di una forte presenza di iscritti all'esame.