Fisica Tecnica - Fondamenti di termodinamica, di psicrometria e di acustica ed esercizi d'esame risolti

Fisica tecnica

Teoria & esercizi

Settore: ING-IND/10
UNIMORE
Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia
Filippo Ribes

Autore degli appunti: Filippo Ribes
Gli appunti sono stati scritti sulla base delle lezioni svolte dal Professor Alessandro Mauro Corticelli e delle sue dispense.
Per dubbi, chiarimenti o altro, mi trovi su Instagram:
ig: NoteWave_RF
ig: fil_ribes

Introduzione

Sistema termodinamico (ST): sistema in cui i processi di scambio termico e/o di massa/energia svolgono un ruolo determinante per il funzionamento del sistema stesso. Tutti i sistemi reali coinvolgono processi in cui si produce calore, tuttavia non tutti i sistemi si possono definire ST.

Stati di equilibrio

• Equilibrio termico: temperatura uniforme entro il sistema;
• Equilibrio meccanico: pressione invariata nel tempo in ogni punto del sistema;
• Equilibrio di fase: massa invariata nel tempo in ogni fase;
• Equilibrio chimico: composizione chimica invariata nel tempo;
• Equilibrio elettrico: potenziale elettrico uniforme e invariato nel tempo.

Processi

Sono una qualsiasi modificazione dello stato del sistema.

• Processo di quasi equilibrio: processo lungo il quale gli stati sono sempre infinitamente prossimi a condizioni di equilibrio;
• Processo ciclico: processo per il quale stato iniziale e finale coincidono.

Sistema internazionale (SI)

Multipli e prefissi

Alcune formule

Densità: ρ = lim _m→0 m / V = ^m / _V [kg/m³]

Volume specifico: v = ^V / _m = ρ^-1 [m³/kg]

Peso specifico: δ = ^mg/_V [N/m³]

Massa associata ad un volume V: m = ρ ∫ ρ dV

Volume molare: V̅ = ^V/_m = (^V/_m)_massa

Pressione nel punto specifico: p = lim_A→A1 (^F/_A)

Principio zero della termodinamica

Se 2 corpi sono in equilibrio termico con un terzo corpo ⇒ essi sono anche in equilibrio termico tra loro. Se il terzo corpo è un termometro ⇒ i due corpi sono in equilibrio termico se entrambi hanno la stessa temperatura, anche se non si trovano a contatto.

Scale di temperatura

• Celsius (°C)
• Kelvin (K)
• Fahrenheit (°F)
• Rankine (°RY)

La temperatura di riferimento per la scala Kelvin è il punto Triplo dell'acqua (5,076), al quale le tre fasi, solido, liquido, vapore, dell'acqua coesistono all'equilibrio cui si assegna il valore di 273,16 K.

Energia e 1° principio della termodinamica

Energia: possiamo avere energia termica, meccanica, cinetica, ecc... La somma di tutti questi contributi costituisce l'energia totale E del sistema. La termodinamica si occupa solo delle variazioni di tale energia.

Forme macroscopiche di energia: forme di energia che il sistema possiede come insieme, in riferimento ad un terna esterno.

Forme microscopiche di energia: forme correlate alla...