Appunti riscritti di Fisica tecnica industriale

FISICA TECNICA

GRANDEZZE FISICHE

Misurare significa associare ad un fenomeno fisico un valore numerico, un'unità di misura e un'incertezza.

Nel S.I. (Sistema Internazionale) vi sono 7 unità fondamentali:

• LUNGHEZZA → m
• MASSA → Kg
• TEMPO → s
• TEMPERATURA → K
• QUANTITÀ DI MATERIA → mol
• INTENSITÀ DI CORRENTE → A
• INTENSITÀ LUMINOSA → cd

da cui si derivano le grandezze derivate.

Nel SISTEMA TECNICO invece della massa si usa la FORZA (misura a 1, 2, t), così è possibile per via del legame che viene dalle leggi di Newton F = ma, per cui 1 N = Kg · m/s² ed è l'unità di misura del sistema tecnico → il Kgf (Kg forza) è la forza.

Le equazioni che legano le grandezze devono essere dimensionalmente omogenee.

Un sistema di misura è COERENTE se non necessita di costanti moltiplicative (che sono necessarie se non uso il S.I.).

PROPRIETÀ

• ESTENSIVE → dipendono dalle dimensioni, sono additive e si riferiscono al pari del tempo (e.g., M, V, energia).
• INTENSIVE → non dipendono dalle dimensioni, NON sono additive e si riferiscono se del tempo del dato processo (e.g., p, T).

MISURE E STRUMENTI

PRECISOSegue i valori con misura del valore valore.

ACCURATOIl valore misura prossimo al valore reale.

ACCURATO E PRECISOSegue il valore con misura prossimo al valore reale.

CLASSE DI UNO STRUMENTO → errore percentuale

SENSIBILITÀ → variazione della grandezza che provoca una risposta apprezzabile nello strumento

RIPOSTIBILITÀ → metodo che usiamo fino lo stesso oggetto

MISURA → racconto con una letta fissa

ESEMPI DI

• GASOSOMONI → scienza ordinaria di numeri
• DOVUTO BbO SPAGLINANOTAMS → si verbindetera
• ACCIDPANINI → elettori

SISTEMA TERMODINAMICO

• SISTEMA → oggetto del nostro studio (può essere a poeti objectuali)
• AMBIENTE → tutto ciò che è fuori dal sistema
• Confiano → superfice (che forte) che separa sistema e ambiente
• UNIVERSO TERMODINAMICO → SISTEMA + AMBIENTE
• CHIUSO → segnali di legge e non di materia
• ISOLATO → nessuno figulato
• Parete
  • CONDUTTIVA → permette il flusso termos
  • ADIBATICA → no flusso termos
• APROCCIO
  • MACROSCOPICO → riperta del continuum (entrare comunque, vedrebbe emissario)
  • MICROSCOPICO → relazione statistica (continuiamo nostro pacchetto)
• COORDINATE
  • MECCANICHE → proprietà esterna opsetzla (posizione, Spinte...)
  • TERMODINAMICHE → proprietà interna (P, V, T, ...)
• Equiliripi
  • EQUILIBRIO MECCANICO → non forte (perssoni)
  • EQUILIBRIO CHIMICO → no reazioni di ceci (cambio clazione)
  • EQUILIBRIO TERMICO → no flussi termici

Lo stato del sistema è conservazione delle coordinate termodinamiche P, v, T

Lavoro e Potenza

In meccanica il lavoro di una forza per arco di ℓ è ₍₂₎ L = ∫_C F · ds.

Il concetto di lavoro è più complesso che enunciare NON è univocamente definito se non viene specificato il processo o NON sono dati stati estremi. È per questo che si distingue il lavoro non è basato (si motiva in funzione di ℓ) e appartiene solo a quelli delle funzioni di stato. Per esprimere ∫₁² δL = L bisogna conoscere vettormente specificare il processo.

• Q = Q
• Q = L

Convenzioni su segni Q = L

La potenza è la derivata temporale del lavoro ed è pure di PS.

ho F e velocità w, L̂ = F · w. Vedo che L = ∫_t1^t2 L̂ dt = ∫_t1^t2 F · ω dt.

• Potenza trasmessa → da un albero
• Potenza elettrica → L̂ = I fem I

Lavoro di Espansione/Compressione

Dato il sistema cilindro pistone so P_int > P_est questo si espande e L = P_est Δα x = P_est ΔV

Supponiamo di cogliere un altro volume di gas...

Supponiamo di considerare un gas perfetto nel caso ideale.

∫₂² δL = ∫₁² P dV In V = P(V)

L = ∫₁² δL = ∫₁² P dV In V = P(V)

Se il processo è ciclico

Ricordando che _c=_C/_m, ∆Q=c∆T ⇒ _∆Q/_m∆T=_C/_m

→ passando al lim per ∆T→0 ⇒ _C=_δq/_dt (versore di punto scambio q)

Partie δp•dV= PdV si ottiene ⇒ _(∂M/∂T)V + L(_∂M/∂V+_p/∂T)

⇒ Cv=_δM/∂T se a volume costante (dv=0)

ESERCIZIO 1° PRINCIPIO

Bolla con V=1l di H₂O a Ta=10°C

Applico l'1p di Laprini stelo; ρ_H2O=1000 kg/m⇒ m=1kg (a Pellm)

A un tempo t=o famuso intero le resistenze assorbono una potenza elettrica _Pel=0,1 W, per effetto Joule l'acqua si riscalda

Se il bolliore è isolato e Pel è costante oltre le che:

dU= q-i

⇒ ∫dU = ∫Idt=∫P_eldt - P_eldt = U_p-U_t

Sievato nel bolla esobidita ls uno scattiva paura, scutto ferro fe l'ogno del tibo dell'bala

Sclops il vero d ... estrun un nuovo de esclugle lo seguente:

∫dU - ∫ ∫_Fdtz - ∫ ∫_idtz

Pisodi Q objetti della T di 10° del ballu iltto Q∈(Q(tc) puoi lo non autisho do misture dee non intérde que ∫dU=Up:t

Volume stappakn of sample do caônico

e pompe di calore

Considero un ciclo serv. e uno inv. motor che lavorano fra le stesse due sorgenti producendo L_M e L.

Supponiamo poi di invertire R realizzando un ciclo frigorifero reversibile.

S: noto che le sorgente calde ha un flusso netto nullo di energia scenza per l'assioma di K-P in forma analitica si ha che, considerando il ciclo combinato L_ciclo < 0 => L_i - L_R < 0 => L_i < L_R

per cui ^η_A/_η2 e η_A è il Rendimento Max

possibile dato da due T.

2) S: considero lo stesso sottogruppo vero con altre cicli reversibili : ne segue che L_ciclo = 0 => L_{R A} - L_R2 = 0 => L_m = L_R2

^η_m1/_η2 = ^η₂/_η2

MASSIME PASSAZIONI PER CICLI TERMODINAMICI

Per i cicli di Carnot tutti i cicli reversibili operanti fra le stesse sorgenti hanno lo stesso passaggio. Però non se le dipende del fluido e del processo, ma solo dalle sorgenti, ovvero dalle loro Tuni giallate.

Questo fatto in generale ci fornisce una sola possibilità di temperatura svincolata delle proprietà della sostanze termodic.

Nel caso di un ciclo in modo INVERTIBILE non c'è da ^Q_R/_QF = ^Q_F/_QA = 1 = ^T_F/_TA Kelvin

Definiamo ENTALPIA H=U+PV la FUNZIONE DI STATO

H=U+PV U=U+PV

Sostituendo e derivando:

BILANCIO ENERGETICO VOLUME DI CONTROLLO

dE_vc/dt = Q

BILANCIO ENERGETICO CASO STAZIONARIO

Nel caso stazionario si sa che:

Q + Σ m_i(h_i + V_i²/2 + gZ_i) = Wcons + Σ m_e(h_e + V_e²/2 + gZ_e)

Nel caso particolare di un sistema con un ingresso (i) e un uscita (e), ponendo m_i = m_e, si ha:

Q + L = m(h_e - h_i) + (V_e² - V_i²)/2 + g(Z_e - Z_i)

ENTALPIA E CALORE SPECIFICO