Fisica tecnica

Trasmissione del calore

Il calore si trasmette spontaneamente da ambiente caldo a freddo tendendo all'equilibrio. La trasmissione del calore può avvenire per:

• Conduzione tra corpi solidi
• Convezione tra solido e fluido
• Irraggiamento tramite onde elettromagnetiche

Grandezze fondamentali nella trasmissione del calore

Temperatura: Indica lo stato energetico del corpo, si misura con il termometro e si indica con il °C.

Calore [J] è una forma di energia.

Calore specifico Cp Joule / kg x °C

1. Flusso termico q [W]: quantità di calore trasmessa in un'unità di tempo
2. Flusso termico areico [q"__area"]: Flusso termico rispetto a una superficie
3. Conduttività termica k: Efficienza propria di ogni materiale
4. Resistenza termica unitaria [W/m²K]: Inverso della conduttività termica
5. Trasmittenza [W/m²K]: Si preferisce a trasmissione termica globale

Trasmissione del calore

Il calore si trasmette spontaneamente da ambiente caldo a freddo tendendo all'equilibrio. La trasmissione di calore può avvenire per:

• Conduzione: tra oggetti solidi
• Convezione: tra solido e fluido
• Irraggiamento: tramite onde elettromagnetiche

Grandezze fondamentali della trasmissione del calore

Temperatura (T): Indica lo stato energetico del corpo. Si misura nei tre sistemi:

• °C
• °F
• Kelvin

Calore (Q): È una forma di energia.

Calore specifico (Cp): _J^kg_-1^K_-1 → quantità di calore necessaria a innalzare di un grado Kelvin un kg di una sostanza. Introduciamo un'equazione detta calometria: Q = Cp ψ ΔT [J]

Capacità Termica [J K^-1]

1. Flusso termico (φ): _W^{J s-1} → quantità di calore trasferita in un'unità di tempo
2. Flusso termico areico (^W_{J s^-1 m^-2}): Flusso termico rispetto a una superficie
3. Conduttività termica (λ): _W^m-1K-1 → efficienza propria di ogni materiale

Rappresenta la quantità di calore che attraversa un'imponente d'area (1 m²) e uno spessore di 1 m. La sua unità di misura è il watt. Definisce la resistenza che un materiale oppone al passaggio del calore.

5. Conduittività unitaria (C): _W^m-2K-1

Flusso di calore che passa attraverso un materiale di area 1 m² per una differenza di temperatura di 12 K.

Resistenza termica unitaria (R_t): _{J m³K}: L'inverso della conduittività termica R_t = ^λ/_C

Trasmittanza (H): Si riferisce a trasmissione termica globale H = ¹/_Rt

Conduzione

La conduzione si manifesta nei corpi solidi dove le calorie si trasmettono per particelle contigue. Ogni corpo solido è costituito da due superfici isoterme a temperatura diversa. La traslazione delle calorie avviene in particelle lungo le superfici ortogonali alla superficie isoterma. È mai violata dalle linee di flusso. L’insieme di superfici isoterme e linee di flusso formano il campo termico.

Principio di Fourier

ΔQ = ΔS ΔL ΔT / Δm Quantità di calore trasmessa in un dato polo divergono per pulsamento. Possiamo inserire un tubo di flusso di calore che riesce a deferte il flusso di calore in una generica area ed è una superficie isoterma. Per regole di Fourier, abbiamo che la quantità di calore che attraversa un tubo di flusso perpendicolare in tempo uguale è sempre costante.

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