Domande e risposte, Fisica tecnica

DI SEGUITO SONO PROPOSTE IDEE DI RISPOSTA

ALLE DOMANDE DELL’ESAME DI FISICA TECNICA

DEL CORSO TENUTO DAL PROF. CORCIONE PER

LA LAUREA TRIENNALE IN INGEGNERIA

MECCANICA PRESSO L’UNIVERSITA LA SAPIENZA

DI ROMA.

LE risposte sono puramente indicative e l'idea è quella di fornire agli studenti degli spunti

da altri studenti che hanno conseguito questo esame, è opportuno precisare che queste

risposte non sono state date dal professore ma sono frutto dello studio e delle idee degli

studenti che hanno conseguito l'esame.

Per qualsiasi segnalazione di errori o segnalazioni di altro tipo mandate una e-mail

all'indirizzo:

robert.big-shot@gmail.com

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MECCANICA PRESSO L’UNIVERSITA LA SAPIENZA

DI ROMA.

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Trasmissione del calore

1. Enunciare e commentare il postulato di Fourier.
2. Definire la "conducibilità termica interna", illustrarne il significato fisico e discuterne la dipendenza dalla temperatura.
3. Ricavare l'equazione generale della conduzione.
4. Definire la "diffusività termica" ed illustrarne il significato fisico.
5. Illustrare l'andamento della temperatura di un solido semi-infinito, inizialmente a temperatura t_i, la cui superficie limite viene portata, all'istante di tempo iniziale t = 0, sia portata e successivamente mantenuta alla temperatura > t_i, assumendo che il campo termico, oltre che dal tempo τ, sia dipendente unicamente dalla coordinata ortogonale alla faccia limite; inoltre, l'andamento nel tempo della potenza termica che transita attraverso la faccia limite (x = 0) ed attraverso una qualunque altra superficie isoterma ad essa parallela (x > 0).
6. Definire la "viscosità dinamica" e la "viscosità cinematica" ed illustrarne il significato fisico.
7. Definire e discutere i concetti di "strato limite termico" e "strato limite meccanico".
8. Descrivere le principali caratteristiche del campo termico e fluidodinamico che si generano in convezione forzata all'interno di una tubazione.
9. Descrivere le principali caratteristiche del campo termico e fluidodinamico che si generano in convezione forzata su una lastra piana di lunghezza semi-infinita.
10. Discutere l'andamento del coefficiente di convezione in funzione della distanza dal bordo di attacco di una lastra piana investita da una corrente fluida che si muove parallelamente ad essa. *
11. Descrivere le principali caratteristiche del campo termico e fluidodinamico che si generano in convezione naturale in prossimità di una lastra piana verticale di lunghezza semi-infinita.
12. Definire i parametri adimensionali di più comune impiego nello studio dello scambio termico per convezione forzata ed illustrarne il significato (cfr. Re ).
13. Definire i parametri adimensionali di più comune impiego nello studio dello scambio termico per convezione naturale ed illustrarne il significato fisico. (cfr. Gr ).
14. Definire le principali grandezze fisiche relative a caratterizzare l'emissione dell'energia radiante.
15. Definire il "coefficiente di assorbimento globale" e il "coefficiente di assorbimento spettrale" ed individuare la relazione esistente tra tali grandezze.
16. Definire l'"emissività totale" e l'"emissività spettrale" ed individuare la relazione esistente tra tali grandezze.
17. Descrivere le caratteristiche spettrali di emissione dei corpi neri, grigi e selettivi ed confronti dell'energia radiante.
18. Ricavare l'espressione dello scambio termico tra due lastre grigie indefinite e parallele, e tra loro.
19. Definire il "coefficiente di scambio termico di radiazione" tra due superfici scure indefnite e parallele.

1. Ricavare le equazioni e le condizioni al contorno atte a descrivere l’andamento della temperatura e la potenza termica scambiata in condizioni di regime stazionario in uno scambiatore di calore a tubi concentrici. Discutere gli andamenti di temperatura dei due fluidi lungo lo scambiatore di calore, sia nel caso di flusso in equicorrente, che nel caso di flusso in controcorrente.
2. Ricavare la legge di raffreddamento di un corpo di forma qualsiasi immerso in un ambiente fluido infinitamente esteso. Si suppongano noti i valori della temperatura t₀ del corpo e t_f del fluido all’istante di tempo iniziale t = 0, del coefficiente di scambio termico h (ipotizzato costante), nonché della massa, forma e di