Fisica dell'edificio - Teoria

FISICA TECNICA

GRANDEZZE e UNITÀ di MISURA

GRANDEZZA FISICA è osservabile e quantificabile ed è definita dalle operazioni:

1. scelta delle grandezze fondamentali
2. scelta delle rispettive unità di misura
3. costruzione di campioni delle unità di misura

Sistema Internazionale (SI):

• L, M, t, l, I, θ _{(m, kg, s, A, K, mol, cd)}

ANGOLO:

• PIANO (θ rad): AB/R → 2π rad
• SOLIDO (Ω sr): S/R² → 4π sr

Nota: SISTEMI di MISURA ALTERNATIVI

• CGS, LMT → [cm g s]
• TECNICO F → [kg_p]

ANALISI DIMENSIONALE

• FREQUENZA: 1Hz = 1/s
• PRESSIONE: 1 bar = 10⁵ Pa
• POTENZA: 1KW = 3.6 × 10⁶ J

TERMODINAMICA ASPETTI GENERALI

• Studio dei sistemi macroscopici delle coordinate termiche dipendenti dalla temperatura

SISTEMA SEMPLICE:

• omogeneo
• macrospociamente senza dipendenze
• isotropi
• elettrocinable e chimicamente neutri
• esenti da effetti irreversibili
• subtotipi: campi elettrici e magnetici

GRANDEZZE ESTENSIVE:

• U, V, N_(A,B...)

parete restrittiva impedisce lo scambio di grandezze tra il sistema l'universo

• adiabatica/diatermane non scambia o scambia Q
• mobile/fissa scambia o non scambia W
• permeabile/impermeabile scambia o non scambia M/N

Postulato A) Un sistema termodinamico possiede EN ben definita in ogni stato soggetta al principio di conservazione - EN funzione di stato

Emec = Epot ₊ Ecn = ₁/₂ mv² + mgz = cost → ΔEmec = 0

B) Per sistemi semplici U energia interna

• Sistema aperto parete mobile, diatermane, e permeabile
• Chiuso parete fissa, adiabatica, e impermeabile
• Isolato parete fissa, adiabatica e 2^a

I) Sistemi semplici: si trovano in stati di equilibrio determin completi menti macroscopicamente delle grandezze estensive

Esperienza di Joule contenitore isolato contenente acqua liquida (50%) e solida (50%) sotto posto a due trasformazioni

• 1) Adiabatica miscelatore che fornisce Emec e W → U₂ = U₁ → U_2' - U₁ = W_isol⁽¹⁾ - W_ad⁽²⁾
• 2) Senza scambio W parete a contatto con fonte di calore → U_2'' = (12) → U_2'' - U₁ = Q_ad⁽²⁾ - W_ad⁽²⁾

Primo principio della termodinamica

Per un sistema chiuso convenzione, corrente

DU = Qⁱⁿ + Wⁱⁿ

du = qⁱⁿ + wⁱⁿ

• qⁱⁿ = T==>
• TOTALE
• tina qⁱⁿ
• w_out

Trasformazioni quasi statiche

Successione ordinata di stati di quasi equilibrio viene approssimata con una

Successione finita di stati di equilibrio facendo avvenire le trasformazioni in modo "lento" in modo che tutte le grandezze caratteristiche degli stati assunto

ben definite T >> T_e (tempo di riassestamento del sistema per riportarsi

all'equilibrio)

Considero un sistema chiuso che svolge una trasformazione quasi storche (P=cost)

ΔW = E.ds = F.dx = F [∫ dx = F ∫ Adx = p.dv

=> ∫W_out= E.ds = p.A.n ds = p.dv

W_out = F ∫pdv

• espansione: DV > 0 DV_o > DV^sys diminuisce
• compressione: W_o < DV^sys diminuisce

Problema fondamentale

Considero un sistema composto isolato (SC) formato da 2 sottosistemi separati da

un pistone vincola estremi (equazione di vincolo)

• • N = N_va + Nkr = cost
• • nessuna reazione chimic
• V_so