Appunti delle lezioni di Fisica tecnica

Programma

1. Conduzione

• Flusso
• Postulato di Fourier
• Aumento della temperatura

2. Convezione

• Naturale e forzata
• Teorema di Buckingham
• Coefficienti

3. Irraggiamento

• Emissione
• Principio di Kirchhoff
• Corpo nero

4. Scambio di calore complesso

• Trasmittanza di una parete

5. Certificazione energetica

• Indici di risparmio

6. Termodinamica

• Deflusso
• Equazione conservazione di energia
• Equazione di Bernoulli
• Principi della F-B
• Ciclo di Carnot, di Rankine, di Hirn, di Otto
• Macchina frigorifera

Programma

1: Conduzione

• Flusso
• Postulato di Fourier
• Aumento della temperatura

2: Convezione

• Naturale e forzata
• Teorema di Buckingham
• Coefficienti

3: Irraggiamento

• Emissione
• Principio di Kirchoff
• Corpo nero

4: Scambio di calore complesso

• Trasmittanza di una parete

5: Certificazione energetica

• Indici di riscaldamento

6: Termodinamica

• Deflusso
• Equazione conservazione di energia
• Equazione di Bernoulli
• Principi della T-D
• Ciclo di Carnot, di Rankine, di Hirn, di Otto
• Macchina frigorifera

7. Benessere Termoigrometrico

• Grandezze psicrometriche
• Diagramma di Toller
• Impianto di riscaldamento

8. Illuminotecnica

• Grandezze fotometriche
• Classificazione delle sorgenti luminose
• Progetto illuminotecnico

ENERGIA

È un concetto astratto che permette di dare senso alle nostre azioni.

Il primo modo di energia si ha con la scoperta dell'energia (energia termica).

La termodinamica studia le trasformazioni di calore in lavoro.

• Primo libro di T.D. ultima lezione di fisica.
• Spazio termodinamico (piano di Clapeyron p V).
• Equazioni di stato (PV = mRT).
• Equazioni delle trasformazioni (es. PV = cost).

PRINCIPIO 0 DELLA TERMODINAMICA

Se metto in contatto 3 corpi con 3 diverse temperature, esse tenderanno a raggiungere un equilibrio termico.

Temperatura media tra i 3 corpi.

SISTEMI CHIUSI

Sostituzioni di massa con il mondo esterno ma possono scambiare calore e lavoro.

Il calore in ingresso al sistema termodinamico è considerato positivo quando viene acquisito.

Il lavoro è positivo quando viene effettuato dal sistema termodinamico all’esterno.

Un sistema è aperto quando può scambiare anche massa.

Un sistema è isolato quando non può scambiare né massa né calore.

LAVORO COMPIUTO DA UN CICLO T.D.

Il lavoro è l'area della trasformazione.

Valente in un piano T-S.

CICLO MOTORE E CICLO FRIGORIFERO

Lavoro è dato dal valore dell'area sottesa

TRASFORMAZIONE IRREVERSIBILE

Y_MAX

Y_MIN

Y_'IN

Y_'MAX = valore massimo di Y per un certo X

Y_'MIN = valore minimo di Y per un certo X

1° PRINCIPIO DELLA T.D.

NEI SISTEMI CHIUSI

Q_H,K - L_H,K = ΔU

calore scambiato tra H e K

lavoro

energia interna

se H è K ossia è in CICLO, Q_H,K - L_H,K = 0

2° PRINCIPIO DELLA T.D.

• CLAUSIUS: il calore passa da corpi con temperatura a corpi con temperatura minore spontaneamente
• CARNOT: in una macchina termica non è possibile la trasformazione completa di calore in lavoro, ma solo parte di questo lavoro viene restituito all'esterno sotto forma di calore (eleva proprio posto).

Le molecole quindi avranno un rendimento:

η = (^L/_Q1) = (Q₁ + Q₂)/Q₁ - 1 = Q₂/Q₁

TRASMISSIONE DEL CALORE

1. Conduzione

È uno scambio di energia termica (calore) tra corpi solidi (o liquidi) quindi NO GAS. Vogliamo studiare il campo termico e calcolare il flusso di calore. L'effetto della conduzione è un cambio della temperatura dovuto all'aumentare (o diminuire).

La linea di flusso è una linea unitaria su quale si propaga il calore.

Il tubo di flusso è un "tubo" del insieme delle linee di flusso.

ΔS e ΔS₁ sono linee di flusso e descrivono una zona detta di lavoro alla stessa temperatura (superficie isoterme).

Sviluppiamo la conduzione utilizzando la teoria di Fourier.

Postulato di Fourier: Consideriamo tubo di flusso, il calore passa da una superficie di temperatura T a una superficie di temperatura T+ΔT. Dopo analisi sperimentali, Fourier formulò così il flusso di calore:

ΔQ= λ_.ΔS_.ΔT_.Δt / Δm

Δt= tempo