Appunti di fisica dell'edificio (termodinamica e psicrometria) 12 CFU

Fisica dell'edificio 2018

Materiale per l'esame

• Dispense (su keep)
• Materiale esercitazione (fornito)
• Libri
• Cartella temi d'esame (su keep)

Modalità d'esame

• Scritto: esercizi sugli argomenti del corso (tranne statistica)
• Orale: su carattere più teorico (facoltativo acustica)

Argomenti del corso

• Termodinamica:
  • Bilancio energetico
  • Bilancio di massa
  • Prestazione energetica pareti di calore
  • Aria umida
• Trasmissione calore: dispersione, equilibrio energetico
• Fondamenti di illuminotecnica e acustica

Ripasso costruzione delle grandezze

Per ottenere e descrivere quantitativamente le nostre osservazioni della natura, si deve:

• Scegliere grandezze fondamentali
• Scegliere le unità di misura opportune
• Costruire campioni delle unità adottate

Detto G la grandezza che si intende misurare e ug la corrispondente unità di misura, si esprime la misura eseguita con G = n . ug, dove n è un numero reale.

Sistema Internazionale di unità di misura (SI)

Il Sistema Internazionale di unità di misura (SI) è basato su 7 grandezze fondamentali:

• Lunghezza (m)
• Tempo (s)
• Massa (kg)
• Temperatura K (Kelvin)
• Intensità di corrente elettrica A (Ampere)
• Intensità luminosa cd (Candela)
• Quantità di sostanza mol (Mole)

Il sistema internazionale (SI) è un sistema coerente, in quanto dalle 7 grandezze fondamentali si ricavano tramite prodotto le grandezze derivate. A partire dalle grandezze fondamentali, con semplici operazioni di moltiplicazione e divisione è possibile ricavare tutte le altre grandezze utilizzate in fisica.

Grandezze derivate e unità di misura

Energia e unità di misura alternative

Il Joule (J) è l'unità di misura di energia, lavoro e calore e nel SI è definito come 1 J = 1 N m = 1 kg m²/s² = 1 W s. Il Joule è quindi il lavoro richiesto per esercitare una forza di un newton per una distanza su 1 m.

Ci sono delle altre unità di misura per misurare la grandezza energia che tuttavia non sono accettate dal SI, come:

• La caloria
• Il chilowattora

1 cal = 4,1868 J. La caloria è un'unità di misura che viene comunemente definita come la quantità di calore necessaria ad elevare da 14,5 a 15,5°C la temperatura della massa di un grammo di acqua distillata alla pressione di 1 atm.

1 J = 2,778 × 10^-7 Kwh. 1 Kwh = 0,359 × 10^-5 J.

Pressione

1 Pascal (Pa) è l'unità di misura della pressione → 1 N/m². Si utilizzano anche altre unità di misura per descrivere la pressione, come l'atmosfera. È la pressione atmosferica di una colonna d'aria al livello del mare a 0°C e a 45° di latitudine:

• 1 atm = 101 325 Pa
• 1 bar = 10⁵ Pa
• 1 Torr = 133,32 Pa

Campioni metrici

Ad ogni unità di misura corrisponde un campione metrico che la identifica. Questi campioni furono stabiliti da commissioni apposite, che stabilirono anche i requisiti che dovevano avere i campioni.