Catalogo dei Corsi di studio

Trasmissione del Calore

Concetti base: Richiami sulla calorimetria. Temperatura ed equilibrio dei sistemi termodinamici. Modalità di trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento. Grandezze fondamentali e unità di misura. Conduzione: Campi termici. Il postulato di Fourier. Equazione generale della conduzione. Conduttività e diffusività termica. Trasmissione del calore in lastre piane e cilindriche in regime stazionario. Concetto di resistenza termica. Trasmissione del calore in lastre e cilindri con sviluppo interno di calore. Analisi transitoria di una parete piana con variazione brusca della temperatura superficiale. Convezione forzata e convezione naturale. Definizione di strato limite. Coefficiente di scambio termico convettivo. Analisi dimensionale. Definizione dei parametri adimensionali e loro significato. Determinazione del coefficiente di scambio termico nei principali casi di convezione termica. Irraggiamento: Grandezze caratteristiche dell’energia raggiante. Principio di Kirchhoff. Leggi del corpo nero: leggi di Planck, Stefan-Boltzmann e di Wien. Definizione di corpi grigi. Fattore di vista. Trasmissione di calore per irraggiamento tra due corpi. Bilancio dell’energia raggiante all’interno di una cavità. Fenomeni complessi di trasmissione del calore: Trasmissione del calore in regime stazionario tra due fluidi separati da un divisorio piano. Trasmittanza. Scambiatori di calore. Aletta di raffreddamento. Riscaldamento di un corpo.

Termodinamica

Principio zero della termodinamica. Definizione della scala di temperatura. Equivalenza tra calore e lavoro. Considerazioni sul primo principio della termodinamica per i sistemi chiusi. Applicazione del primo principio della termodinamica per la determinazione dei calori specifici. Equazione di stato per i gas perfetti: leggi di Boyle, di Gay-Lussac, di Avogadro. Energia interna per un gas perfetto: esperimento di Joule sull’espansione libera di un gas. Trasformazioni di un gas perfetto sul piano pV. Fattore di comprimibilità. Primo principio della termodinamica per i sistemi aperti. Applicazioni pratiche del primo principio per i sistemi aperti. Generalità sul Secondo principio della termodinamica. Ciclo di Carnot. Definizione dell’entropia. Inequazione di Clausius. Rappresentazione del ciclo di Carnot sul piano entropico. Calcolo del lavoro di compressione e di espansione di un sistema aperto. Superficie ptv di una sostanza pura. Equazione di Clausius-Clapeyron. Regola delle fasi. Miscele di gas perfetti. Legge di Dalton sulle pressioni parziali. Legge di Amagat sui volumi parziali. Espressione delle funzioni di stato energia interna, entalpia ed entropia per miscele di gas perfetti. Equazione di Bernoulli e perdite di carico. Abaco di Moody. Macchine a vapore: ciclo ideale di Rankine. Schema di funzionamento della macchina e calcolo del rendimento termico. Effetto delle temperature medie di funzionamento sul valore del rendimento termico. Miglioramento del ciclo Rankine con surriscaldmento. Ciclo Rankine reale: rendimento isoentropico di pompa e turbina. Esempio di calcolo applicato ad un ciclo Rankine. Macchine a combustione interna: ciclo a gas di Brayton-Joule. Calcolo del rendimento termodinamico e del lavoro utile ottimale. Rendimento termodinamico del ciclo Brayton-Joule in condizioni di irreversibilità. Miglioramenti del ciclo a gas: rigenerazione, post-combustione, inter-cooling. Analisi dei motori a combustione interna alternativi: cicli Otto, Diesel e Sabathé. Ciclo Rankine inverso: macchina frigorifera a compressione di vapore saturo.

Trasmissione del Calore

Concetti base: Richiami sulla calorimetria. Temperatura ed equilibrio dei sistemi termodinamici. Modalità di trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento. Grandezze fondamentali e unità di misura. Conduzione: Campi termici. Il postulato di Fourier. Equazione generale della conduzione. Conduttività e diffusività termica. Trasmissione del calore in lastre piane e cilindriche in regime stazionario. Concetto di resistenza termica. Trasmissione del calore in lastre e cilindri con sviluppo interno di calore. Analisi transitoria di una parete piana con variazione brusca della temperatura superficiale. Convezione forzata e convezione naturale. Definizione di strato limite. Coefficiente di scambio termico convettivo. Analisi dimensionale. Definizione dei parametri adimensionali e loro significato. Determinazione del coefficiente di scambio termico nei principali casi di convezione termica. Irraggiamento: Grandezze caratteristiche dell’energia raggiante. Principio di Kirchhoff. Leggi del corpo nero: leggi di Planck, Stefan-Boltzmann e di Wien. Definizione di corpi grigi. Fattore di vista. Trasmissione di calore per irraggiamento tra due corpi. Bilancio dell’energia raggiante all’interno di una cavità. Fenomeni complessi di trasmissione del calore: Trasmissione del calore in regime stazionario tra due fluidi separati da un divisorio piano. Trasmittanza. Scambiatori di calore. Aletta di raffreddamento. Riscaldamento di un corpo.