Riassunto esame Fisica Tecnica Ing. Aerospaziale Polimi, prof. Salerno/Niro/Miglietta, libri consigliati "Elementi di Fisica Tecnica", Miglietta e "Termodinamica e trasmissione del calore", Çengel

Gli argomenti in giallo non sono inclusi in questi appunti

FISICA TECNICA

Dermizioni e concetti coofme del sistema, esterno, scambi di massa e di energia, sistema

preliminari: sistema,

termodinamico semplificato, mole, pareti e vincoli relativamente a scambi di massa, calore e lavoro, massa volumica,

grandezza intensive, estensive e specifiche, stato di equilibrio, trasformazione, trasformazione quasistatica, postulato di

stato, pressione ed esperimento di Torricelli, temperatura, principio zero della termodinamica, sorgente termica,

equilibrio termico, scala centigrada e scala Kelvin, energia sensibile, energia latente, fase, gas perfetto ed equazione di

stato dei gas perfetti, calore, potenza, lavoro = PdV, convenzioni di segno, diagramma Pv ed esempi di lavoro fatto

seguendo trasformazioni isoterma, isocora ed isobara, il lavoro scambiato dipende dal percorso, superficie di stato,

esperimento di Joule di equivalenza tra lavoro e calore.

1. Primo principio della termodinamica.

2. Espansione libera di Joule.

3. Def. di calore specifico il calore specifico deve essere uguale per ogni gas perfetto? ~

-+ <...-

4. Espressione di dU per i gas perfetti

è

5. La variazione di energia interna pari al calore scambiato a volume costante.

6. Def. di entalpia dimostrare: che H per un gas perfetto dipende solo da T

-+

7. La variazione di entalpia è uguale al calore scambiato a pressione costante.

8. Espressione di dH per un gas perfetto.

9. Per un gas perfetto cp-c.=R.

lO. Motivare i valori di cp e per gas perfetti monoatomici, biatomici, triatomici.

C y

Il. Energia libera di Helmoltz, energia libera di Gibbs e massimo lavoro di un sistema ..

12. Relazioni di Maxwell

13. Equazione di Clapeyron

14. Dimostrazione che per un gas perfetto U=U(T).

15. Equazione di stato di Van der Waals ed esempio di espansione libera per gas di Van der Waals

16. Secondo principio della termodinamica: enunciati di Kelvin, di C1ausius ed equivalenza dei due enunciati .....••

C

IIprincipio,

17. Def. della funzione di stato entropia ed enunciato del con esempi di sorgenti di irreversibilità. ....••c.

18. Ricavare le espressioni della variazione di entropia tra due stati per gas perfetti. Variazioni di entropia nei

solidi e nei liquidi.

19. Trasformazioni isoentropiche.

20. Definizione di politropica e sua espressione.

21. Lavoro per una politropica

r 22. Passaggio di fase e diagrammi che lo descrivono (in particolare diagramma PT)

P. ~

023. Def. di titolo e ricavare regola della leva per v. L

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O c.2t,~~

24. Perché le curve limite formano una campana? ~

25. Diagramma Pv, diagramma Ts e trasformazioni. Coefficiente angolare delle isobare su Ts.

26. Sistemi aperti: def. di volume di controllo, stazionario, transitorio, uniforme, portata massica e volumica.

Equazione di continuità.

27. Equazione di conservazione dell'energia per i sistemi aperti. Def. di lavoro di pulsione. Applicazione a diversi

organi di macchina.

28. Bilancio intropico.

( 29. lsoentalpica di Joule Tbomson

30. Espressione del lavoro in un sistema chiuso ed in un sistema aperto (esempio del compressore alternativo).

31. Lavoro in una pompa.

32. Compressione in due stadi.

O 33. Rendimento isoentropico.

34. Macchina termodinamica motrice e operatrice

35. Ciclo di Camot ideale, reale e def. di rendimento -'>

}6. Teorema di Camot e corollario. Def. di rendimento di II principio. c, A

37. Ciclo di Camot inverso (ideale e reale): cicli frigo e pompe di calore.

38. Def. di COP e consumo meccanico specifico e loro espressioni per cicli di Camot.

CiCLI 39. Ciclo Rankine con e senza risurriscaldamento.

40. Rigenerazione nel ciclo Rank:ine e dimostrazione che il rendimento aumenta.

41. Dimostrazione che per i cicli simmetrici i prodotti in croce sono uguali

42. Ciclo Joule-Brayton, espressione del rendimento.

43. Criteri di progetto.

44. Rigenerazione nel ciclo Joule-Brayton

45. Ciclo Otto

\ 46. Ciclo frigo e diagramma Ph. Varie soluzioni impiantistiche.

\.47. Progetto di impianto a ciclo inverso

UA

48. Ciclo Diesel

49. Ciclo Stirling e ciclo Ericsson

50. Miscele di gas e legge di Dalton

51. Aria umida, umidità relativa, umidità assoluta e diagramma di Mollier

52. Postulato ed equazione di Fourier.

53. Metodo delle resistenze termiche.

54. Ricavare espressione di T per cilindro cavo senza generazione di potenza e T di parete imposte. (simmetria

cilindrica)

55. Ricavare espressione di T per cilindro pieno con generazione di potenza. (sinnnetria cilindrica)

56. Raggio critico

57. Problema del corpo con Bi-ccl immerso io un fluido (T dipende dal tempo). c.

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58. Soluzione del problema dell'aletta sottile

59. Mezzo semi-infrnito con gradino di temperatura

60. Mezzo semi-infrnito con flusso termico variabile sinusoidalmente nel tempo

61. . Definizione di radianza spettrale direzionale, potere emissivo spettrale e potere emissivo totale.

( 62 .: Def. delle proprietà di un corpo nero.

63.· Legge di Plank: e legge di Wien.

64. Legge di Stefan-Boltzmano.

65 .. Def. di emissività e corpo grigio

66. Coefficienti di trasmissione, riflessione e assorbimento

67 .. Legge di Kirchhoff

68. ·lrraggiamento tra parete nera e grigia affacciate.

69.' Def. di fattore di vista

70. ' Regola della reciprocità e della somma per il fattore di vista.

71. Resistenza superficiale all'irraggiamento e resistenza spaziale

72. Irraggiamento tra due superfici grigie

i 73. Convezione forzata: n. di Nusselt, Raynolds, Prandtl.

74. Def. di viscosità dinamica e cinematica

75. Conveziooe forzata su lastra piana: def. di strato limite e relazioni semiempiriche per lo scambio termico.

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76. Coovezione dentro i tubi Calcolo di T a q. costante. r'

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77.Calcolo di T a T. costante. ') c. .

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78. Convezione naturale: fenomenologia, condizioni necessarie, numero di Rayleigh, esempi.

79. Tipologia e problemi degli scambiatori di calore.

80. Relazioni di scambio termico per scambiatori di calore io equicorrente e in controcorrente.

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