TERMODINAMICA E LABORATORIO

Obiettivi formativi

OBIETTIVI GENERALI: Il corso si pone come obiettivo per gi studenti di acquisire la conoscenza delle leggi della termodinamica. Gli studenti comprenderanno come queste leggi fondamentali si applichino a semplici sistemi sia ideali (gas perfetti, macchine ideali) che reali (modello di gas reale, macchine termiche reali). Con le esperienze di laboratorio, gli studenti applicheranno le leggi studiate ed acquisiranno conoscenze pratiche sulla misura di grandezze termodinamiche (temperatura, calore, pressione). Inoltre acquisiranno pratica con l’uso di sistemi da vuoto e relativa strumentazione. OBIETTIVI SPECIFICI: A - Conoscenza e capacità di comprensione OF 1) Conoscere le basi della termodinamica. OF 2) Comprendere sistemi termodinamici e loro interzioni con l’ambiente circostante. OF 3) Conoscere le leggi e le grandezze della natura come entropia. OF 4) Comprendere termodinamica dei sistemi reali. OF 5) Conoscere i fenomeni di trasporto a livello molecolare. …. B – Capacità applicative OF 6) Saper dedurre relazione tra le grandezze termodinamiche fondamentali. OF 7) Risolvere problemi di termodinamica dei sistemi ideali e reali. OF 8) Essere in grado di applicare tecniche/metodi per le misure delle grandezze fondamentali. … C - Autonomia di giudizio OF 9) Essere in grado di integrare le conoscenze acquisite al fine di applicare successivamente nel contesto più generale per le macchine termiche. … D – Abilità nella comunicazione OF 10) Saper comunicare la presentazione delle grandezze termodinamiche con le loro incertezze. … E - Capacità di apprendere OF 11) Avere la capacità di consultare e valutare la leteratura scientifica per approfondire in modo autonomo gli argomenti del corso. OF 12) Essere in grado di ideare e sviluppare un progetto relativo alle macchine termiche.

Canale 1
DANIELE DEL RE Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Il programma per la didattica in aula include; I concetti di base della termodinamica: Sistemi termodinamici, variabili termodinamiche, equilibrio termodinamico e trasformazioni termodinamiche, reversibili ed irreversibili, principio zero, termometria e calorimetria (termometri a solidi, liquidi e gas, elettrici a resistenza ed a termocoppie, pirometri, Calorimetro delle mescolanze ed isotermico, propagazione di calore per conduzione, convezione ed irraggiamento). Termodinamica dei gas perfetti: teoria cinetica dei gas, interpretazione microscopica di pressione e temperatura, teorema di equipartizione di energia. Primo principio della termodinamica: Equivalenza calore-lavoro, Lavoro termodinamico ed energia interna, espansione libera, calori specifici dei gas perfetti e i solidi. Trasformazioni cicliche (Macchine termiche e frigoriferi): Rendimento e COP, enunciati del II principio, teorema di Carnot e temperatura termodinamica, integrale di Clausius, Entropia, variazione di entropia del sistema, l’ambiente e l’universo. Termodinamica dei gas reali: Passaggi di stato e punto critico, isoterme di un gas reale ed equazione di van der Waals, potenziali in termodinamica (Energia interna, Entalpia, Energie libere), relazioni di Maxwell, l’equazione di Clausius e Clapeyron. Generalità sui fenomeni di trasporto: Funzione di distribuzione delle velocità molecolari, Urti molecolari, Cammino libero medio, Effusione e Diffusione, Trasporto di materia, di quantità di moto e di energia, Legge di Fick di Newton e di Fourier. Regimi di flusso e il numero di Knudsen. Flusso molecolare e viscoso (laminare o turbolente). Portata di massa Q e portata volumetrica S. Introduzione al vuoto ed applicazioni: Sistema da vuoto, impianto di pompaggio, misura del vuoto, tempo di svuotamento, velocità di pompaggio, conduttanza, pompe da vuoto e misuratori da vuoto. Il programma del laboratorio consiste 6 esperienze di laboratorio; una esperienza sulla termometria e calorimetria, tre esperienze sulla termodinamica dei gas perfetti, una esperienze sui gas reali ed una esperienza sui fenomeni di trasporto.
Prerequisiti
Sono indispensabili conoscenze dei concetti di base della meccanica. Inoltre è richiesto che lo studente abbia conoscenze relative l'analisi degli errori e valutazione delle incertezze nelle grandezze fisiche.
Testi di riferimento
1. Fisica I Meccanica e Termodinamica Mencuccini e Silvestrini 2. Fisica Generale Focardi, Massa e Uguzzoni
Frequenza
La presenza a lezioni è facoltativa, ma nei laboratori la presenza è obbligatoria.
Modalità di esame
La valutazione è basata su una prova scritta, l'esame orale e la valutazione del lavoro di laboratorio. Per superare l'esame il voto deve essere non inferiore a 18/30. Il voto finale tiene conto dei seguenti elementi a pari peso: 1) Prova scritta ; 2) Valutazione del lavoro di laboratorio che tiene conto delle relazioni scritte sulle prove di laboratorio; 3) L'esame orale. L'esame orale prevede domande sul programma del corso trattato sia in aula che in laboratorio. Durante il corso gli studenti possono optare per due esoneri e in questo caso vengono esonerati dalla prova scritta. Nella valutazione finale si terra' conto di: - correttezza dei concetti; - capacità di sviluppo analitico della teoria; - chiarezza e rigore espositivo; - attitudine nel problem solving.
Bibliografia
1. Calore e Termodinamica, M.W. Zemansky 2. Thermodynamics and an introduction to thermostatistics Herbert B. Callen 3. Fisica Meccanica e Termodinamica U. Gasparini, M. Margoni, F. Simonetto 4. Dispense sul sito del corso: http://server2.phys.uniroma1.it/doc/saini/didattica.htm
Modalità di erogazione
Lo svolgimento del corso prevede lezioni ed esercizi numerici in aula ed esperienze di laboratorio sul programma dell'insegnamento. Durante il corso sono previste sei prove di laboratorio. La presenza a lezioni è facoltativa, ma nei laboratori la presenza è obbligatoria.
ROBERTO CONTINO Scheda docente
Canale 2
FRANCESCO SANTANASTASIO Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Il programma per la didattica in aula include; I concetti di base della termodinamica: Sistemi termodinamici, variabili termodinamiche, equilibrio termodinamico e trasformazioni termodinamiche, reversibili ed irreversibili, principio zero, termometria e calorimetria (termometri a solidi, liquidi e gas, elettrici a resistenza ed a termocoppie, pirometri, Calorimetro delle mescolanze ed isotermico, propagazione di calore per conduzione, convezione ed irraggiamento). Termodinamica dei gas perfetti: teoria cinetica dei gas, interpretazione microscopica di pressione e temperatura, teorema di equipartizione di energia. Primo principio della termodinamica: Equivalenza calore-lavoro, Lavoro termodinamico ed energia interna, espansione libera, calori specifici dei gas perfetti e i solidi. Trasformazioni cicliche (Macchine termiche e frigoriferi): Rendimento e COP, enunciati del II principio, teorema di Carnot e temperatura termodinamica, integrale di Clausius, Entropia, variazione di entropia del sistema, l’ambiente e l’universo. Termodinamica dei gas reali: Passaggi di stato e punto critico, isoterme di un gas reale ed equazione di van der Waals, potenziali in termodinamica (Energia interna, Entalpia, Energie libere), relazioni di Maxwell, l’equazione di Clausius e Clapeyron. Generalità sui fenomeni di trasporto: Funzione di distribuzione delle velocità molecolari, Urti molecolari, Cammino libero medio, Effusione e Diffusione, Trasporto di materia, di quantità di moto e di energia, Legge di Fick di Newton e di Fourier. Regimi di flusso e il numero di Knudsen. Flusso molecolare e viscoso (laminare o turbolente). Portata di massa Q e portata volumetrica S. Introduzione al vuoto ed applicazioni: Sistema da vuoto, impianto di pompaggio, misura del vuoto, tempo di svuotamento, velocità di pompaggio, conduttanza, pompe da vuoto e misuratori da vuoto. Il programma del laboratorio consiste 6 esperienze di laboratorio; una esperienza sulla termometria e calorimetria, tre esperienze sulla termodinamica dei gas perfetti, una esperienze sui gas reali ed una esperienza sui fenomeni di trasporto.
Prerequisiti
Sono indispensabili conoscenze dei concetti di base della meccanica. Inoltre è richiesto che lo studente abbia conoscenze relative l'analisi degli errori e valutazione delle incertezze nelle grandezze fisiche.
Testi di riferimento
1. Fisica I Meccanica e Termodinamica Mencuccini e Silvestrini 2. Fisica Generale Focardi, Massa e Uguzzoni 1. Calore e Termodinamica, M.W. Zemansky 2. Thermodynamics and an introduction to thermostatistics Herbert B. Callen 3. Fisica Meccanica e Termodinamica U. Gasparini, M. Margoni, F. Simonetto
Frequenza
La presenza a lezioni è facoltativa, ma nei laboratori la presenza è obbligatoria.
Modalità di esame
La valutazione è basata su una prova scritta, l'esame orale e la valutazione del lavoro di laboratorio. Per superare l'esame il voto deve essere non inferiore a 18/30. Il voto finale tiene conto dei seguenti elementi a pari peso: 1) Prova scritta ; 2) Valutazione del lavoro di laboratorio che tiene conto delle relazioni scritte sulle prove di laboratorio; 3) L'esame orale. L'esame orale prevede domande sul programma del corso trattato sia in aula che in laboratorio. Durante il corso gli studenti possono optare per due esoneri e in questo caso vengono esonerati dalla prova scritta. Nella valutazione finale si terra' conto di: - correttezza dei concetti; - capacità di sviluppo analitico della teoria; - chiarezza e rigore espositivo; - attitudine nel problem solving.
Modalità di erogazione
Lo svolgimento del corso prevede lezioni ed esercizi numerici in aula ed esperienze di laboratorio sul programma dell'insegnamento. Durante il corso sono previste sei prove di laboratorio. La presenza a lezioni è facoltativa, ma nei laboratori la presenza è obbligatoria.
Canale 3
NAURANG LAL SAINI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Il programma per la didattica in aula include; I concetti di base della termodinamica: Sistemi termodinamici, variabili termodinamiche, equilibrio termodinamico e trasformazioni termodinamiche, reversibili ed irreversibili, principio zero, termometria e calorimetria (termometri a solidi, liquidi e gas, elettrici a resistenza ed a termocoppie, pirometri, Calorimetro delle mescolanze ed isotermico, propagazione di calore per conduzione, convezione ed irraggiamento). Termodinamica dei gas perfetti: teoria cinetica dei gas, interpretazione microscopica di pressione e temperatura, teorema di equipartizione di energia. Primo principio della termodinamica: Equivalenza calore-lavoro, Lavoro termodinamico ed energia interna, espansione libera, calori specifici dei gas perfetti e i solidi. Trasformazioni cicliche (Macchine termiche e frigoriferi): Rendimento e COP, enunciati del II principio, teorema di Carnot e temperatura termodinamica, integrale di Clausius, Entropia, variazione di entropia del sistema, l’ambiente e l’universo. Termodinamica dei gas reali: Passaggi di stato e punto critico, isoterme di un gas reale ed equazione di van der Waals, potenziali in termodinamica (Energia interna, Entalpia, Energie libere), relazioni di Maxwell, l’equazione di Clausius e Clapeyron. Generalità sui fenomeni di trasporto: Funzione di distribuzione delle velocità molecolari, Urti molecolari, Cammino libero medio, Effusione e Diffusione, Trasporto di materia, di quantità di moto e di energia, Legge di Fick di Newton e di Fourier. Regimi di flusso e il numero di Knudsen. Flusso molecolare e viscoso (laminare o turbolente). Portata di massa Q e portata volumetrica S. Introduzione al vuoto ed applicazioni: Sistema da vuoto, impianto di pompaggio, misura del vuoto, tempo di svuotamento, velocità di pompaggio, conduttanza, pompe da vuoto e misuratori da vuoto. Il programma del laboratorio consiste 6 esperienze di laboratorio; una esperienza sulla termometria e calorimetria, tre esperienze sulla termodinamica dei gas perfetti, una esperienze sui gas reali ed una esperienza sui fenomeni di trasporto.
Prerequisiti
Sono indispensabili conoscenze dei concetti di base della meccanica. Inoltre è richiesto che lo studente abbia conoscenze relative l'analisi degli errori e valutazione delle incertezze nelle grandezze fisiche.
Testi di riferimento
1. Fisica I Meccanica e Termodinamica Mencuccini e Silvestrini 2. Fisica Generale Focardi, Massa e Uguzzoni
Modalità insegnamento
Lo svolgimento del corso prevede lezioni ed esercizi numerici in aula ed esperienze di laboratorio sul programma dell'insegnamento. Durante il corso sono previste sei prove di laboratorio. La presenza a lezioni è facoltativa, ma nei laboratori la presenza è obbligatoria.
Frequenza
La presenza a lezioni è facoltativa, ma nei laboratori la presenza è obbligatoria.
Modalità di esame
La valutazione è basata su una prova scritta, l'esame orale e la valutazione del lavoro di laboratorio. Per superare l'esame il voto deve essere non inferiore a 18/30. Il voto finale tiene conto dei seguenti elementi a pari peso: 1) Prova scritta ; 2) Valutazione del lavoro di laboratorio che tiene conto delle relazioni scritte sulle prove di laboratorio; 3) L'esame orale. L'esame orale prevede domande sul programma del corso trattato sia in aula che in laboratorio. Durante il corso gli studenti possono optare per due esoneri e in questo caso vengono esonerati dalla prova scritta. Nella valutazione finale si terra' conto di: - correttezza dei concetti; - capacità di sviluppo analitico della teoria; - chiarezza e rigore espositivo; - attitudine nel problem solving.
Bibliografia
1. Calore e Termodinamica, M.W. Zemansky 2. Thermodynamics and an introduction to thermostatistics Herbert B. Callen 3. Fisica Meccanica e Termodinamica U. Gasparini, M. Margoni, F. Simonetto 4. Dispense sul sito del corso: http://server2.phys.uniroma1.it/doc/saini/didattica.htm
Modalità di erogazione
Lo svolgimento del corso prevede lezioni ed esercizi numerici in aula ed esperienze di laboratorio sul programma dell'insegnamento. Durante il corso sono previste sei prove di laboratorio. La presenza a lezioni è facoltativa, ma nei laboratori la presenza è obbligatoria.
  • Codice insegnamento1018971
  • Anno accademico2024/2025
  • CorsoFisica
  • CurriculumFisica
  • Anno2º anno
  • Semestre1º semestre
  • SSDFIS/01
  • CFU9
  • Ambito disciplinareSperimentale e applicativo