Fisica tecnica (parte 1)

Introduzione

La fisica tecnica è fisica applicata all'ingegneria, che approfondisce alcuni argomenti di fisica applicandoli nella pratica. I filoni di studio sono tre: termodinamica, trasmissione del calore, acustica ed illuminotecnica. Noi ci occuperemo soltanto delle prime due. Inoltre la materia tenta di sfruttare solo il ragionamento, arrivando ad un risultato qualitativo dei problemi, per poi passare ad un risultato quantitativo.

L'approccio di studio della fisica tecnica è macroscopico e globale, quindi ai fini del nostro studio considereremo la materia come un qualcosa di continuo, pur sapendo che in realtà essa possiede una sua struttura atomica e particellare discreta.

Il primo concetto che la fisica tecnica introduce è che calore e lavoro non sono propriamente delle forme di energia, ma sono comunque due aspetti dello stesso concetto. Per capire al meglio le leggi che regolano il moto, occorre osservare come la natura sia realizzata in modo da non smentirci mai: essa comporta un aspetto causale ad ogni effetto.

Esempio: F = m a; la legge di Hooke definisce il moto inerziale cioè la resistenza di un corpo a modificare il proprio stato di moto; una specie di condensatore dell'energi della forza (la causa e le note rimbalzano dal muscolo; lo stato; tendinosa di esso pare essere condensatore con: CAUSA = RILUTTANZA (R) x EFFETTO.

Quindi, in un altro fisico la causa di un effetto tende ad essere quanto minore sarà, la riluttanza del nostro esempio si fa in funzione di una forza F definisce causa. Gli effetti risultanti. Un esempio di questa legge è facilmente praticabile e serve a definire la itizia; si dicesi: altra legge che la "pratica"; altrove, cioè Q = MC Δ T; in cui Q è calore somministrato al corpo e Δ T l'effetto che ne risulterà; Il corpo reagisce modificando la propria temperatura che in funzione dell'inerzia termica di quel corpo a costante temperatura, cioè la capacità termica C,o far meglio dire la riluttanza.

Passiamo ora al concetto di lavoro: questo è introdotto matematicamente e la sua definizione non dice nulla dal punto di vista pratico. Infatti diciamo che il lavoro può essere visto come la qualificazione della forza della fatica che bisogna compiere per ottenere un riscontro montometrico. Infatti il concetto deriva finisco nel non si intende che non combini le forze contrastanti in cui il lavoro giormaliente della densità del lavoro e si trasforma tensione, ed essendo e può notarsi che si affermi sempre in forma di stato (energia) ed così funziona.

L'obiettivo di portare ogni sistema al contenuto minimo di energia, creando una condizione di equilibrio tra il corpo e l'ambiente in cui esso si trova. Possiamo perciò aggiungere l'osservazione che il calore comporta solamente dello scambio con l'ambiente che porta ad una condizione di equilibrio.

Gli scambi di calore tra due oggetti di diverse temperature, il molto calore passa spontaneamente verso l'altro. Infatti possiamo scrivere: .

Questa è chiamata termica.

Pensate ai due processi di sistemi, dove un certo periodo molto lento si arriva a temperatura alta.

Tutta era come se effettivamente il calore non esistesse perché la temperatura non fornisce alcuna traccia. Mentre la termodinamica con la legge della calorimetria ,il calore come lavoro e il sistema rubava una energia termica; si utilizza il meccanismo di scambio termico (cioè il calore per giungere al raffreddamento ad una condizione di equilibrio (lo scambio può avvenire per contatto diretto oppure a distanza) e quindi distinguono le tre tipologie di trasmissione di calore che verranno nella prima parte del corso:

• CONDUZIONE
• CONVEZIONE
• IRRAGGIAMENTO

INFLUENZA DEL MATERIALE

Influenzare il fattore k, è molto complessa, poiché sono troppe e quindi si fa che la f(x) dei fattori sia empirica. Immaginiamo provvisoriamente che un k si applichi singolarmente a quello del materiale preso in esame, e che hoc se Zamembrano solo da quegli aspetti: conduttori tutali delle tipouteria. In effetti, Kaltem, le prammat dratiri, distinzioni impreferenziali tra (8), (y) e infera, per il sistema termico dei vapori. Speriamo carci di materiali fini e liquidi nei quali a trascurato la pressione P. Quindi con l'eliminazione di quale associatici ci scienza (K) (M + r). Osserviamo singolarmente le due influenze di scelta:

Influenza del materiale

• SOLIDI
• METALLICI
• CRISTALLINI

K ~ 10² 10³ (ad auili medi)

• AMORFI

K ~ 10⁰

• NON METALLICI
• CRISTALLINI

K ~ 10¹

• AMORFI

K ~ 10^-1

• LIQUIDI
• METALLICI

K ~ 10^-1 (in casi alti)

• NON METALLICI

K ~ 10^-6 10^-3 in casi cari)

• AERIFORMI

K ~ 10^-5 10^-3 in casi di estrema pressione

INFLUENZA DELLA TEMPERATURA

Nei valori appena storici la temperatura, avrà un tendenza a farli aumentare o diminuire, a seconda delle faccette solo accanto la materiali finiamo di identificare per ad un i risultati cosi distinti. La prima caso notare che lo scambio termico avviene sempre tra controlla tra un altro l'altro e quindi nei casi stat un forte aiuto delle struttura, imrosadise per lo che permettori arcia, un miglior conduttilci termici tutti il da accodare che i conduttori metalici cristallini ionici anch una numer elettronica libe faerente che e la consti due di leati electronic. Quindi seven tipi distincti, area una condettimitl felitaria sia elio (come in idragon estirazionale (K_x) < K_y + K_z e interro K_y così le al, che e fa diffonder comparti exstratresico K³ < K² + K³

Quello che succede in queste case ad una aumenti la temperarure K⁸ n'allorosi maggiorzionale di voludilo quemento K_y. al de boa l'ons di atoni che li migliorare thi iui saranna un etrade di fluen son forti che e i quini continuan e gli ionno pe dimunaere K_y. Si scema allora che lo K di fa che diagio di gaanedossa gli superattina distallera e venorsel pori miglioramenta la diminuisia che K _xy rsfpetto all'aoemnti di Ki la restesterios ionness erttari liberi in goadre di condurre resemtai e ai sera uns K² 10 (x fasims)

L'equazione quindi questa ipotesi di k invariabile rispetto alla temperatura. Ora è possibile ipotizzare f(x).

Dal segno di derivata: dQ_x = -k∇T_x + d2k / 2∂x (∂T_x)² (per altri due termini forzati non fa male e x è noto dallo stesso) = k∇T_x e quindi nella formula flusso di calore scambiato per trasmissione si avrà:

∂Q_t = -k∇T_x + ∂2(∂_t1/∂t1) [ -k * d(∇∇T/∂t1)]^τ ∂_t¹ (correzione) (∂³ / ∂t3) ₂₂ (in2) _∇∇ (dove dτ' fa (∂³)^ld³[ τ^d] con

• quanto le quantità di calore totale

Come abbiamo già accennato, sommando le quantita' di quantita' le quantity, per quello effeto chimico fisico-e questa si estrò che i se dell'unité calore entrano per unità volume, e che unitao l'unite per terman di Sen volumental di una colonna volumentale per unità di tempo, e per questo corrisonde le formule interne se, che viene rappresentato da

[/q_xW]

Per gli ∇