Fisica tecnica - Appunti

Appunti di Fisica tecnica per l'esame del professor Guilizzoni. Descrizione degli argomenti trattati:

1. Fondamenti di termodinamica: Grandezze e sistemi di unità di misura. Il sistema termodinamico, stati di equilibrio, variabili di stato, potenziali di interazione, trasformazioni termodinamiche, i modelli quasi-statico e reversibile; energia interna e calore, primo principio della termodinamica per i sistemi chiusi; calori specifici, coefficienti di comprimibilità isoterma e dilatazione isobara; Il gas ideale e le trasformazioni politropiche, cenni sul comportamento dei gas reali. Primo principio della termodinamica per i sistemi aperti. Secondo principio della termodinamica, fattore integrante del calore, entropia, principio di massima entropia, bilanci entropici. Potenziali termodinamici e formalismo termodinamico. Cicli termodinamici diretti e inversi, loro bilancio energetico ed entropico globale e locale, energia non utilizzata a causa delle irreversibilità. Sistemi eterogenei, regola delle fasi, transizioni di fase, stato triplo, punto critico, diagrammi di stato. Miscele ideali di gas e vapori, umidità assoluta e relativa, diagrammi psicrometrici.
2. Termodinamica applicata: macchine motrici ed operatrici, bilanci energetici, rendimenti isoentropici, l’interrefrigerazione; valvola di laminazione, ugelli convergenti-divergenti (cenni). Cicli motori teorici a gas ideale: Otto, Diesel, Joule; la rigenerazione; ciclo Rankine e ciclo frigorifero a vapore; trattamenti dell’aria umida, cenni di condizionamento, psicrometro .
3. Trasmissione del calore : Generalità sui meccanismi di trasporto di energia. Conduzione: ipotesi ed equazione di Fourier, sua integrazione in regime stazionario con flusso monodirezionale in geometria piana e cilindrica senza e con generazione uniforme di potenza; le superfici estese; conduzione in regime variabile. Convezione: convezione forzata e naturale, legge di Newton, le temperature di riferimento, i gruppi adimensionali caratteristici e correlazioni sperimentali (cenni). Irraggiamento: corpi opachi e trasparenti, il corpo nero, principali leggi fisiche, scambi di energia per irraggiamento. Scambiatori di calore.