Domande orale Fisica tecnica

CORSO DI FISICA TECNICA (L_MECC)

A.A. 2021/2022ELENCO DOMANDE

1. Portata di massa con flusso monodimensionale
2. Esperimento pVT
3. Proprietà dei vapori
4. Proprietà dei liquidi
5. Perché il calore specifico dei liquidi non dipende dal tipo di trasformazione?
6. Equazione di stato di un gas reale
7. Temperatura ridotta e pressione ridotta
8. Esempio di espansione libera
9. Proprietà dei gas reali e comportamento ideale
10. Quando un gas reale può essere considerato a comportamento ideale
11. Equazione di bilancio di una proprietà estensiva
12. Grandezze di stato e grandezze di scambio
13. Equazione di bilancio dell'energia per sistemi chiusi
14. Equazione di bilancio dell'energia per sistemi aperti
15. Definizione di entalpia
16. Definizione di entropia
17. Equazione di bilancio dell'entropia
18. Equazione di bilancio dell'entropia per un sistema isolato
19. Reversibilità e irreversibilità
20. Verso di una trasformazione
21. Equazioni del Tds
22. Lavora di variazione di volume e lavoro all'albero
23. Equazione dell'energia meccanica
24. Equazione di Bernoulli
25. Perché una trasformazione adiabatica reversibile è anche isoentropica?
26. Trasformazioni politropiche
27. Macchina termica (interne le tre possibili soluzioni logiche)
28. Ciclo di Carnot con dimostrazione
29. Limiti di Carnot
30. Espansori a vapore e a gas
31. Compressori di vapore e di gas
32. Rendimento isentropico
33. Pompe e ventilatori
34. Caldaie e generatori di vapore
35. Miscaldatori adiabatici
36. Valvola di laminazione
37. Ciclo di Joule
38. Ciclo di Otto standard
39. Ciclo di Diesel standard
40. Confronto tra ciclo di Otto e ciclo di Diesel
41. Ciclo inverso a compressione di vapore
42. C.O.P.
43. Proprietà dell'aria umida
44. Trasformazioni dell'aria umida
45. Legge di Fourier per la conduzione termica in simmetria piana e in simmetria cilindrica
46. Legge di Newton per la convezione
47. Convezione forzata e convezione naturale
48. Dimostrare che i gruppi adimensionali (Nu, Re, Pr, Gr) sono effettivamente tali
49. Corpo nero
50. Distribuzione di Planck
51. Analogia elettrica per i meccanismi combinati di scambio termico
52. Scambiatori di calore
53. Disposizione di flusso in equicorrente e in controcorrente, valutare le differenze

1) Indica il flusso/quantità di massa che attraversa una certa sezione A nell'unità di tempo ΔT ovvero:

_m̄ = lim_Δt→0 Δm/ΔT = dm/dt

essendo m = ρV considerendo il flusso di m massimosamente ovvero che:

- ω³ ∫wx⋅0 + ∫wy⋅0 = ∫wx = ∫wx + ωx = wx_t

V = A⋅∫t⋅ωx

ρ = 1/V

dove

dV = V = A⋅ωx

da cui m = 1/_g⋅A⋅ωx [^kg/_s]

2) È un esperimento condotto in condizioni quasi statiche (di equilibrio costante) dell'interno di un sistema cilindro-pistone ed utilizzando una sostanza pura al suo interno.

La massa e la forma del pistone è nota per cui

Per P = cost, l'esperimento avviene secondo le seguenti fasi:

• Sostanza solida → forma calore e TT_i ; ρ=ω_i ; V_i=cost
• S₁ forma la prima particella di liquido → passaggio di stato ; primo T=ω_i ; ρ=ω_i ; V_i
• Continuando sempre a formare S₁ si trasforma tutto in vapore e quindi TT_i ; V_f
• S₁ forma la prima particella aeriforme → 2° passaggio di stato T=ω_i ; V_f ;
• Tutto vapore forma TT_i ; V_f ; ρ=cost

Dopo aver misurato i parametri li rappresento su un grafico

3) Lo stato vapore forma del vapore a differenza del gas più essera fluida con la sola compressione perché si teneva già al di sotto della nu T e P cercano. Se mantenuto a certe pressioni temperature posso trovarlo in 2 diverse condizioni:

• Vapore saturo → dove ha la coesione dello stato L e V non avv.
• Vapore saturo secco (VSS) → dove ha la sola presenza di vapore
• Vapore surriscaldato → vapore portato ad una T superiore a quella di saturazione a quella pressione

Una proprietà fondamentale è il titolo di vapore%(x%) definito come x=m_v/m_tot 0 ≤ x ≤ 1

e rappresenta la quantità di VSS presente in una certa massa di vapore, di questo posso ricavare altre proprietà come il

VAPORE SPECIFICO VS = 1/φ = (1/x)(VS_fg)

ENTAPLA h = x⋅h_f+ (h_fg - h_f)

ENTAPLA s=S_f+X(S_fg-S_f)

ENERGIA INTERNA U = U_f+x(U_fg-U_f)

15) E' una grandezza di stato che dipende generalmente (ma non rompe) da p, V, T

h = h(p, T) ed è definita come h = u + pv e si misura in [J] poiché rappresenta

una delle diverse forme di energia associata ad una qualunque sostanza. Essa

varia a seconda di diversi parametri come: p, T ma anche v; u

16) E' una grandezza di stato ma più astratta rispetto all'entropia e non è

conservativa poiché a differenza delle altre (u, a, h) essa si genera quando

avviene una trasformazione reale/spontanea (somma interna ed esterna), ma non può

essere distrutta Sgen > 0; Sstr = 0. Per una qualunque variabile S posso:

• fare fluire massa
• fare superfluo calore, e la quantità di entropia associata ad esso è pari a Q/T

mentre il lavoro non è associato entropia

17) [ Se ] + Sgen = [ S u ] + ΔS

dove puoi osservare eventualmente uno scambio di calore

18) Considero inizialmente l'eq di bilancio per sistema chiusi ovvero

Q/T + Sgen = ΔS → se considero un sistema isolato Q = 0

(non scambio m, Q, L)

perché Sgen = ΔSisl > 0

e questo con → m sistema isolato però il

2° principio. Perché se avviene una trasformazione

all'interno di un S.I., quindi non interagendo

dall'esterno, si dovrà avere per forza un Sgen > 0

e quindi un aumento di entropia

19) Le trasformazioni:

• Reversibili: sono quelle in cui la trasformazione avviene in un tempo praticamente
• infinito secondo successive stati di equilibrio in modo da conservare
• le proprietà, avendo così la possibilità, una volta conclusa la trasformazione,
• di ritornare dello stato iniziale. Ma questo nella realtà non può essere
• messo in atto perché tutte le trasformazioni reversibili avrebbero come
• ideali, non presenti in natura e non spontane.

Sostituisco quello che ho trovato sulla formula del M_int

M = 1 - T_B/T_A -> considero il ciclo ideale [S_gen=0]

ed ottengo al Th di Carnot

M = 1 - T_B/T_A -> deve 0 ≤ M ≤ 1

(29) Per realizzarlo ho bisogno di trasformazioni reversibili in cui ho 2 stiramenti di Q, secondo ideale ipotizzo che la somma di quanto avvenga ad 1 = cost -> utilizzo 2 isoterme. Ho bisogno di 1 somma di lavoro, perciò per chiudere il ciclo necessita di 2 FASF. AD...che (Q≅Q)

Nel caso del ciclo diretto, il calore è prodotto con...eruzione in modo tale che è suo assorbito (L > 0)

(30) Uguale a 29) solamente che il ciclo viene percorso in senso antiorario, perché il lavoro viene assorbito (L < 0)

(31) Sono delle macchine a motrici a fluido (motore ↔ cessione lavoro), il lavoro compito è quello di assorbire energia dal fluido che lo attraversa e poi convertirla in lavoro e trasmesso all'albero. Dipende il fluido exc dall’ componete con ma minore e il... e il numero di v. Il componente stati che rappresenta l'espansez... e la TURBINA, e può essere:

• A VAPORE
• A GAS

(4) es. a VAPORE -> Il fluido di lavoro è in vapource... quilibramento avvenga quando nella zona della campana nel punto φ L = S

a) di is...neo - L = mΔh -> h_2-h1

m = F → L = MΔHM₀= P_inire x rinialeriniale = esp... → spess...