Fisica Tecnica Teoria ed Esercizi

Fisica tecnica — Teoria + 17 esercizi x orale

Nozioni di base

Il sistema costituisce l'oggetto delle alterazioni della termodinamica e la rimanente parte dell'universo è definita ambiente. Il sistema è separato dall'ambiente da una superficie di controllo. In un sistema termodinamico l'energia è scambiata sotto forma di calore o lavoro. A tal proposito definiamo un sistema aperto i sistemi che scambiano energia e materia e chiusi se scambiano solo energia. Isolati se non scambiano nulla. Le superfici di controllo sono quindi di tipo adiabatico quando non consentono scambio di calore e rigide quando non permettono lo scambio di lavoro per variazione di volume e impermeabili se il passaggio di materia è impedito.

Ho un sistema in equilibrio termodinamico se è contemporaneamente in equilibrio meccanico, termico, non vi sono ΔT tra i punti del sistema, chimico e nucleare. L'ipotesi di equilibrio locale vale per i sistemi aperti per cui le condizioni di equilibrio non possono essere al fine di avere uno scambio di energia o materia. Si ipotizza quindi che le proprietà termostatiche ad ogni punto del sistema sono quelle che ci sono nel rispettivo intorno e nel sistema considerato.

Un moto di un fluido è detto unidimensionale se le proprietà si assumono costanti in ciascuna direzione normale alla sua direzione e variabile nella direzione del moto del fluido.

Tra le proprietà termostatiche e interne vi sono l'entalpia e l'entropia, massa, pressione ecc. Un flusso è in regime stazionario se tutte le proprietà di quest'ultimo fluido non variano nel tempo.

Unità di misura

1 lb = 0,45 kg

1 ft = 0,3048 m

1 lbfg = 2 lb. 32,2 ft/s²

1 Pa = 1 N/m²

1 atm = 101325 Pa = 14,7 lbfg/in²

12 in = 1 ft

T(°C) = T(K) - 273,15

T(°F) = 1,8 T(°C) + 32

1 bar = 10⁵ N/m²

1 kcal = 4,187 kJ

cpH2O = 4,187 kJ/kg·K

Re = (8,314 J/mol·K | 1,987 Bta/lb·°R | 16,647 gr·cal/g·°C ·E18~99)

H = velocità del fluido / vel suono { supersonico | sonico | subsonico }

Re_c: 3500 flusso turbolento

R = 287,05 J/kg·K

vel suono = 346 m/s

Nozioni di base

Il sistema costituisce l'oggetto delle osservazioni della termodinamica e la minore parte dell'universo è definita ambiente. Il sistema è separato dall'ambiente da una superficie di controllo. In un sistema termodinamico l'energia è scambiata sotto forma di calore o lavoro. A tal proposito si distinguono in sistemi aperti o sistemi che scambiano energia e materia, chiusi se scambiano solo energia, isolati se non scambiano nulla.

Le superfici di controllo sono quindi di tipo adiabatico quando non consentono scambio di calore, rigide quando non permettono lo scambio di lavoro per variazione di volume e impermeabili se il passaggio di materia è impedito.

Ho un sistema in equilibrio termodinamico se è contemporaneamente in equilibrio meccanico, termico, non vi sono (T nei n punti del sistema), chimico e nucleare. L'ipotesi di equilibrio locale vale per i sistemi aperti in cui le condizioni di equilibrio ci possono essere al fine di avere uno scambio di energia e materia; si ipotizza quindi che le proprietà termostatiche di ogni punto del sistema sono quelle che ci sono nei rispettivi intorni di un sistema in equilibrio.

Un moto di un fluido è detto unidimensionale se le proprietà si assumono costanti in ciascuna direzione normale alla sua direzione e variabile nella direzione del moto del fluido.

Tra le proprietà termostatiche interne ci sono l'entalpia e l'entropia, masse, pressione ecc. Un flusso è in regime stazionario se tutte le proprietà di quest'ultimo fluido non variano nel tempo.

Units di misure

1 lb = 0,45 kg

1 ft = 0,3048 m

1 lb_g = 2lb. 32,2 ft/s²

1 Pa = 1 N/m²

1 atm = 101325 Pa = 14,7 lb_g/in²

1 in = 1 ft

T(°C) = 1 T(°K) - 273,15

T(°F) = 1,8 T(°C) + 32

1 bar = 10⁵ N/m²

1 kcal = 4,187 kJ

c_p,H20 = 4,187 kJ/kgK

Conservazione delle masse

Dato un sistema aperto caratterizzato da n ingressi e m uscite, il bilancio di materia relativo al volume di controllo compreso fra le sezioni 1 (ingresso) e 2 (uscita) nell'intervallo di tempo infinitesimo dt si scrive:

ṁ_e = ṁ_u ± dm_acc / dt

dove ṁ è la portata massica che fluisce attraverso una sezione, m_acc è la massa accumulata nell'intervallo di dt nel volume di controllo.

Nel caso di regime stazionario il termine di accumulo è nullo e se il moto è unidimensionale le portate massiche in ogni sezione e alla direzione del moto vale:

ṁ₁ = ṁ₂ ⟹ ρ A c = ρ V̇

ρ è la densità del fluido.

c è la sua velocità.

A è l'area della sezione considerata.

V̇ è la porta