Elenco domande e risposte per allenarsi all'esame di Fisica tecnica e macchine

Fisica Tecnica e Macchine

lunedì 3 novembre 2025 14:17

DOMANDE

1) INTRODUZIONE

1) Quali sono i possibili scambi di un sistema termodinamico attraverso il contorno con

l'ambiente?

2) Cosa sono le proprietà intensive/estensive/specifiche?

3) Enunciare l'equazione di stato dei gas perfetti

4) Cosa sono le trasformazioni internamente reversibile e quelle internamente non

reversibili?

5) Quali sono le componenti dell'energia di un sistema?

6) Cos'è il calore specifico?

7) Quali sono i valori ci e nei gas perfetti?

8) Enunciare la relazione di Mayer

9) In un serbatoio quali sono le formule del bilancio di potenza e di energia?

10) E in un ciclo termodinamico (Chiuso)

2) CONSERVAZIONE DELL'ENERGIA

1) Scrivere il bilancio di energia e di potenza di un sistema chiuso

2) Scrivere il bilancio di energia e di potenza di un sistema aperto

3) Cos'è il lavoro di pulsione?

4) Mostrare la formula dell'entalpia

5) Mostrare come si può riscrivere il bilancio di potenze considerando il lavoro di pulsione

attraverso l'entalpia

6) Qual è la formula del lavoro utile si un sistema aperto TIR?

7) In che modo il calore specifico è legato all'energia interna e all'entalpia?

3) ENTROPIA

1) Cos'è l'entropia?

2) Perché l'entropia non si conserva?

3) Scrivere il bilancio di entropia

4) Qual è la formula della variazione di entropia di un posso (e di una sorgente)?

5) In che modo il calore specifico è legato all'entropia?

4) TRANSIZIONI DI FASE

1) Cos'è una trasformazione politropica?

5) TRASMISSIONE DI CALORE

1) Cosa dice il principio dell'equilibrio locale?

2) Cos'è la leggi di Fourier?

3) Enunciare e dimostrare l'equazione generale della conduzione (Per geometria piana)

4) Enunciare e dimostrare l'equazione generale della conduzione per geometria cilindrica

5) Enunciare la legge di Newton per la convezione

6) Cosa dice la condizione di aderenza?

7) Cos'è e da cosa dipende?

ℎ

8) Cosa dice la teoria di Reinolds e qual è la formula del numero di Reinolds?

9) Cos'è il numero di Nusselt?

10) Cos'è il numero di Prandt?

11) Come posso sapere se un sistema è studiabile tramite parametri concentrati?

6) SCAMBIATORI DI CALORE

1) Dare la definizione di portata massica in uno scambiatore di calore

2) Mostrare la formula del calore scambiato in uno scambiatore

Fisica Tecnica e Macchine Pagina 1

2) Mostrare la formula del calore scambiato in uno scambiatore

3) Dimostrare il medio logaritmico

∆

4) Perché non possiamo studiare le alette come con il resto dei sistemi?

5) Quindi come si fa?

6) Cos'è l'efficienza dell'aletta?

7) Qual è la potenza scambiata da una superfice alettata?

7) MACCHINE

1) Quali sono i sistemi aperti che non scambiano ne lavoro ne calore?

2) Descrivere scopo e bilanci dell'ugello ideale e del diffusore ideale

3) Mostrare la relazione tra la velocità del fluido e il numero di Mach

4) Distinguere ora flussi subsonici e flussi supersonici

5) Cos'è il blocco sonico

6) Cos'è una macchina a fluido?

7) Quali sono le possibili classificazioni?

8) Scrivere il bilancio di energia e descrivere le turbomacchine

8) FLUIDI INCOMPRIMIBILI

1) Enunciare e dimostrare l'equazione di Bernoulli.

2) Elencare le ipotesi di validità dell'equazione di Bernoulli

3) Cosa succede in presenza di una pompa/turbina?

4) Introducendo le perdite di carico come cambia il tutto?

9) IMPIANTI IDRAULICI

1) Cos'è la prevalenza?

2) Mostrare la formula della prevalenza fornita dalla pompa

3) Come si compongono le perdite ?

4) Mostrare le formule delle perdite di carico in tubazioni serie e tubazioni parallelo

10) CICLI TERMODINAMICI

1) Cos'è un ciclo termodinamico

2) Quali sono i componenti del ciclo Rankine?

3) E nel caso di risurriscaldamento?

4) Quali sono i componenti del ciclo frigo (Rankine inverso)

5) Cos'è la valvola di laminazione isoentalpica?

6) Quali sono i componenti del ciclo Joule-Brayton?

7) E nel caso di rigenerazione?

RISPOSTE

1) INTRODUZIONE

1) Sono: MASSA

- ENERGIA, la quale può essere MECCANICA, quindi lavoro, oppure TERMICA, quindi

- CALORE

2) Le proprietà del sistema si dicono:

Intensive se non dipendono dalle dimensioni del sistema

- Estensive se dipendono dalle dimensioni del sistema

- Specifiche sono proprietà intensive rapportate con la massa del sistema

-

3) L'equazione di stato dei gas perfetti è:

=

Dove = ⎯⎯⎯⎯

4) Le trasformazioni internamente reversibili sono trasformazioni rappresentabili come una

successione di stati di equilibrio, che è quindi reversibile percorrendo gli stati al

contrario. Una trasformazione internamente non reversibile è un trasformazione

Fisica Tecnica e Macchine Pagina 2

contrario. Una trasformazione internamente non reversibile è un trasformazione

durante la quale le proprietà non sono all'equilibrio ma esistono dei gradienti

1

5) = + + = ⎯⎯ + ∆ +

2

6) Il calore specifico è la quantità di calore necessaria per innalzare di un unità di

temperatura, un unità di sostanza. Può essere:

- A volume costante:

= ⎯⎯⎯⎯⎯ ≜ ⎯⎯⎯⎯ ⎯⎯⎯⎯

∆

- A pressione costante:

= ⎯⎯⎯⎯⎯ ≜ ⎯⎯⎯⎯ ⎯⎯⎯⎯

∆

7) Molecola Monoatomica: = ⎯, = ⎯

Molecola Biatomica: = ⎯, = ⎯

Molecola Poli-Atomica: = 3, = 4

8) = + ̇

9) Bilancio di potenza: = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯

Bilancio di energia: = ∆

̇ ̇

∑ ∑

Bilancio di potenza: = + ⎯⎯

10) ∑ ∑

Bilancio di energia: =

2) CONSERVAZIONE DELL'ENERGIA

1) []

+ = + + ,

̇ ̇

̇ ̇ []

+ = + + ⎯⎯⎯,

[]

2) + + = + + + ,

̇ ̇

̇ ̇ []

̇ + + = ̇ + + + ⎯⎯⎯,

3) Perché un fluido entra e esca da un sistema, questo deve essere soggetto a un lavoro,

il lavoro di pulsione:

=

Integriamo in qualche modo questo lavoro nell'energia specifica in ingresso:

= + + ⎯⎯⎯+

2

[]

4) = + ,

5) Sappiamo che possiamo integrare il lavoro di pulsione nella formula dell'energia

specifica in ingresso

= + + ⎯⎯⎯+

2

Sappiamo inoltre che l'entalpia specifica è:

ℎ = +

Sapendo infine che spesso l'energia potenziale e quella cinetica sono trascurabili,

possiamo scrivere ℎ al posto di nel bilancio

̇ ̇ []

̇ℎ + = ̇ℎ + ,

Fisica Tecnica e Macchine Pagina 3

=−

6)

7) Nei gas perfetti:

- Energia interna =

- Entalpia ℎ =

Nelle sostanze incomprimibili:

- Energia interna =

- Entalpia ℎ = +

3) ENTROPIA

1) L'entropia è una funzione di stato definita per un sistema chiuso che segue una

trasformazione TIR

2) L'entropia non si conserva perché può solo rimanere costante o aumentare, ques