Appunti presi a lezione - Termodinamica

Programma (1° parte) A.A. 2020/21

Prof. Valerio D'Alessandro

Generalità sulla termodinamica applicata

• Definizioni di termodinamica e termofluidodinamica
• Sostanza pura: introduzione
• Sistemi termodinamici: aperti e chiusi, proprietà, definizione di stato ed equilibrio termodinamici, grandezze di stato, trasformazioni reversibili e irreversibili, ciclo termodinamico
• Temperatura e scale termometriche
• Pressione: legge di Stevino

Sostanze pure

• Analisi del comportamento di una sostanza pura durante una trasformazione isobara
• Diagramma pressione-temperatura
• Titolo di vapore + DIM
• Equazioni di stato
• Legge degli stati corrispondenti

Termodinamica e lavoro

• Distinzione tra lavoro e calore
• Potenza termica e meccanica, definizione di sistema chiuso/aperto
• Forme di energia: macroscopiche, microscopiche, interna
• Trasformazioni: reversibili e irreversibili + diagrammi p-V
• Cause di un disequilibrio termodinamico + effetti dissipativi
• Calcolo del lavoro meccanico ipotizzando: un processo reversibile/irreversibile, trasformazioni isocora/isobara/isoterma/adiabatica
• Scambio di lavoro in sistemi con deflusso: calcolo del lavoro meccanico

Primo principio della termodinamica

• Differenza tra energia e calore-lavoro: grandezze di stato vs di scambio
• Processi con scambio di lavoro senza scambio di calore, processi con scambio di calore senza scambio di lavoro, processi con scambio di calore e lavoro, calore intrinseco
• Primo principio della termodinamica per sistemi con deflusso (a flusso stazionario): definizione di entalpia specifica
• Principio di conservazione della massa: definizione di portata massica, equazione di continuità, portata volumetrica
• Calore specifico a volume e pressione costanti nel caso di un gas perfetto + DIM
• Applicazioni del primo principio della termodinamica: macchine a fluido, apparati con deflusso in regime stazionario (calcolo del lavoro di pompaggio nel caso di una pompa ideale e reale, macchina motrice, laminazione, scambiatore di calore a superficie + DIM, legge di Bernoulli per processi reversibili e irreversibili, studio degli ugelli e diffusori)

Secondo principio della termodinamica

• Analisi dei limiti del primo principio della termodinamica
• Serbatoio di energia termica
• Macchine termiche motrici + ESEMPIO (motore termico) + rendimento termico
• Postulati del secondo principio della termodinamica: postulato di Kelvin, teorema di Carnot, postulato di Clausius
• Macchine frigorifere e a pompa di calore + definizione del coefficiente di prestazione
• Entropia: disuguaglianza di Clausius

Cicli termodinamici

• Motori a...