Fisica Tecnica, Appunti di teoria

Scambio di energia

Lo scambio di energia avviene attraverso uno scambio di calore (entra in gioco la temperatura) e lavoro meccanico (entra in gioco la pressione). Contano anche massa e moli. Lo stato di un sistema è identificato dall'energia di posizione (interna, cinetica, potenziale). Il lavoro meccanico e il calore sono energie ma non sono associate allo stato di un sistema, riguardano lo scambio di energia tra due o più sistemi. En. scambiatal, Q non sono var. di stato.

Legge di Stevino (statica dei fluidi)

∂ / ∂t = 0 → non si muove nulla. Pelo libero: superficie esposta all'ambiente. Qual è la P a quota z₁? Aimnò la differenza di quote, cioè l'altezza della colonna d'acqua sovrastante z₁.

• F_S: Forza superiore
• F_P: Forza peso
• F_I: F_{. inferiore . Spinta di Archimede}

1. F_S - F_I + F_I = 0
2. F_S + F_P - F_I = 0

P₀ A + ρgA. h z₁

Scambio di energia attraverso uno scambio di calore (entra in gioco la temperatura) e lavoro meccanico (entra in gioco la pressione). Contano anche massa e moli. Lo stato di un sistema è identificato dall'energia di posizione (interna, cinetica, potenziale). Il lavoro meccanico e il calore sono energie che non sono associate allo stato di un sistema ma riguardano lo scambio di energia tra due o più sistemi.

1U₁ E_k1 E_p1 L₁₂ Q₁₂ EN. scambiatau, Q non sono var. di stato 2U₂ E_k2 E_p2 Energia sistemo ← var. di stato

Legge di Stevino (statica dei fluidi)

∂/∂t = 0 → non si muove nulla. Pelo libero: superficie esposta all'ambiente. Qual è la P a quota z₁? Chiamiamo h la differenza di quote, cioè l'altezza della colonna d'acqua sovrastante z₁.

P₀z₀z₁

• F_S: Forza superiore
• F_P: Forza peso
• F_I: F. inferiore: Spinta archimedea

1. F_S + F_P + F_I = 0
2. F_S + F_P - F_I = 0

P₀ A + ρ A · h · g - P₁ A = 0

P₁ - P₀ = ρhg ΔP_z = ρhg

Utilizzo della legge di Stevino

Si può utilizzare la legge per costruire strumenti di misura della pressione:

• Barometro
• Manometro differenziale - misura la differenza tra due pressioni

Barometro

Si ha un tubo chiuso per un'estremità immerso in una vaschetta contenente un fluido. Si misura un non equivale nulla per l'interno del tubo dove exista un vuoto (P_o = 0). Pertanto: P_a = ρh_qFs + Fp - Fi = 0. PoA + ρAhg - paA = 0. App. Stevino: ρ quota-h, P1 - Po = ρh_q ρ. L'altezza rispetto al pelo libero alle base del tubo è 0, dunque P1 = Po.

Manometro Differenziale

L'incognita è P1 - P2 (ΔP₂₁). Fs + Fp - F1 = 0. P2A + p hAg - P1A = 0. P1 - P2 = ρh_q. Il liquido di misura non deve misceler il fluido agli altri ambienti. Il dislivello dunque qualificato la differenza di pressione. Il manometro differenziale spesso si usa per misurare le pressione all'interno alle tubazioni: pressi il punto del prodotto: gioca con un fluido aventi pressione P₂ (vasa valido entro un range di temperature converti sui poteri P1).

Grandezze estensive e intensive

• Grandezze estensive: dipendono dalle dimensioni del sistema
• Massa m
• Volume V
• Quantità di materia (mol) n
• Grandezze intensive: non dipendono
• Pressione P
• Temperatura T
• Massa volumica p = m/V
• Volume massico v = V/m

Termometri

1. A gas – a V = cost pV = nRT → T = ^pV/_mR = cost .P → T

A dilatazione: α_T = ¹/_ℓ ^dℓ/_dT | _p ≈ ¹/_ℓ0 ^dℓ/_dT | _p ≈ cost (coeff. di dilatazione termica lineare) → ℓ = ℓ₀ + α_T (T – T₀) ℓ → T

Altri strumenti (termoacoppi) utilizzano il rapporto tra tensione elettrica e temperatura. O ancora termoresistenze, in cui evolve la resistenza alla tensione.

• Termocouple v = f(T) → v → T
• Termoresistenze R = f(T) → R → T