Appunti di Fisica Tecnica (Irraggiamento)

Politecnico di Milano

Facoltà di ingegneria aerospaziale

Appunti del corso di: Fisica Tecnica (Irraggiamento del Calore)

Prof. A. Salerno

A cura di Giorgio Montorfano e Riccardo Rota

A.A. 2013/2014

Disclaimer (Note dagli autori)

Questa dispensa è una raccolta di appunti presi durante le lezioni del corso di Fisica Tecnica (relativamente alla sola parte di irraggiamento del calore), tenute dal professor Antonio Salerno presso il Politecnico di Milano, nell'Anno Accademico 2013/2014. Essa è strutturata come una serie di risposte ad un elenco di domande che coprono l'intero programma del corso. Tale elenco è fornito dal professore stesso, che lo utilizza durante il colloquio orale per valutare la preparazione dello studente.

Per questo motivo essa è da intendersi come uno strumento per seguire con più facilità le lezioni e le esercitazioni, per ripassare velocemente prima dell'esame e per chiarire eventuali dubbi sorti durante le spiegazioni (quelli per cui non si alza la mano per chiedere al docente, insomma...): non è dunque assolutamente concepita come un sostituto dei libri di testo o (soprattutto) della frequenza alle lezioni (fondamentali per comprendere e interiorizzare i concetti).

La dispensa è frutto di un profondo impegno (spesso e volentieri quotidiano) volto ad ottenere un risultato quanto più possibile sintetico, preciso e completo. Sfortunatamente - nonostante la grande dedizione posta dagli autori nella stesura di questi appunti - in questo mondo non esiste nulla di perfetto e, pertanto, anche questa dispensa sarà ben lungi dall'essere corretta e comprensibile in ogni sua parte. Per questo motivo gli autori saranno più che felici (e orgogliosi) di ricevere qualsiasi tipo di suggerimento e correzioni per sopperire alle carenze di quest'opera.

Buono studio!

Gli autori,
Giorgio Montorfano
Riccardo Rota

Contatti (per info e suggerimenti)

Email: 39gmont93@gmail.com
Email: riccardoxrota@gmail.com

Sommario

• Descrizione degli argomenti trattati ........................................................................................................ III
• Irraggiamento ........................................................................................................................................ 1
• Definizione di radianza spettrale direzionale, potere emissivo spettrale e potere emissivo totale. ........ 1
• Definizione delle proprietà di un corpo nero. ........................................................................................... 2
• Legge di Planck e legge di Wien. ................................................................................................................. 2
• Legge di Stefan-Boltzmann. ....................................................................................................................... 2
• Definizione di emissività e corpo grigio. .................................................................................................... 3
• Coefficienti di trasmissione, riflessione e assorbimento. .......................................................................... 3
• Legge di Kirchhoff. ..................................................................................................................................... 3
• Irraggiamento tra parete nera e grigia affacciate. ...................................................................................... 4
• Irraggiamento tra due pareti nere con schermo interposto. ....................................................................... 4
• Definizione di fattore di vista. ................................................................................................................... 4
• Regola della reciprocità e della somma per il fattore di vista. ................................................................ 5
• Funzione di radiazione e calcolo della potenza termica emessa da un corpo nero tra due lunghezze d’onda. ........................................................................................................................................................... 6
• Metodo delle resistenze termiche radiative. .......................................................................................... 7
• Irraggiamento tra superfici. ..................................................................................................................... 8

Descrizione degli argomenti trattati

Irraggiamento

Radiazione termica: natura, intensità di radiazione e grandezze caratteristiche monocromatiche e totali. Corpo nero: proprietà e leggi caratteristiche, emissione di banda. Superfici reali: emissività, superfici diffuse, grigie e selettive; coefficienti di riflessione, assorbimento e trasmissione, superfici semitrasparenti (cenni all’effetto serra); relazione fra emissione e assorbimento (teorema di Kirchhoff), radiatori. Scambio termico radiativo tra superfici grigie e diffuse: fattore di vista e sue proprietà, calcolo della potenza termica netta irraggiata tra due superfici grigie.