Lezione appunti di fisica tecnica

L'energia ha una forma di tipo meccanico e uno di tipo termico.

L'unità di misura di alcune di grandezze fondamentale P e la calore di misurazione

in modo che si possono ottenere risultati quantitativi. Il sistema acacia modalità

Il sistema internazionale delle unità di misura.

L'energia deve essere individuata in un unità di tempo che ne ricava

la potenza.

Se si vuole studiare un flusso di calore si studia la potenza di calore.

La prima equazione della termodinamica descrive il bilancio energetico,

la seconda descrive la trasformazione di energia meccanica e termica fondano

il base per lo studio delle macchine termiche.

L'equivalente meccanico della calore l'unità misura calore = 1 kcal = 4,186 Joule.

L'energia: illuminata si esprime in lumen.

Acustica si esprime tramite la pressione.

Si devono studiare le energie in relazione al corpo umano.

La caloria = la quantità di calore necessaria 1 kg di H₂O distillata de 14,5°C a 15,5°C

in condizioni di pressione normale.

Potenza è lavoro sviluppato nell'unità di tempo. Il flusso di calore e la potenza

termica si sono per quantità di calore rispettivamente trasmessa o sviluppata

nell'unità di tempo.

1 W = 3/5 = 0,86 Kcal/h.

Termologia: si occupa dello studio delle proprietà dei corpi legata alle quantità

di calore ad esse associata.

Il calore è manifestazione macroscopica dell'energia che essa possiede in virtù delle

interazioni tra molecole.

La temperatura: misura quantità di calore del corpo. Si tratta di una misura.

stiano indicata (termiche meccanica etc.) Misura lo stato termico di una sostanza.

Il termometro può sfruttare anche i raggi infrarossi che sono più precisi

dato che possono verificare le singole temperatura dei tutti elementi di un

sistema.

Principio Zero: Legge di equilibrio termico (Termologia)

Se due corpi A e B trovano un equilibrio termico con un terzo corpo T, allora A e B sono in reciproco equilibrio termico.

Quindi due corpi hanno la stessa temperatura che è la grandezza macroscopica che misura l'energia interna di un sistema.

Se il calore è positivo, il sistema assorbe il calore dall'ambiente; se è negativo, cede all'ambiente.

Il calore è la variazione di temperatura legata al trasferimento di energia interna.

Primo Principio Termodinamica:

ΔE = E_iniz. - E_fin. = Q - L è la somma netta di queste due, quindi deduciamo la variazione di energia interna del sistema.

Scambio Termico:

Calore che passa da un corpo all'altro, quindi si calcola il flusso termico, l'energia nel tempo, quindi la potenza.

Linee di flusso:

Direzione con la quale il calore va portato da un punto all'altro di un corpo.

Tipo di flusso:

• R_interno < R_estra e piano

Postulato di Fourier ΔQ = δS • δT/_Tempo

Esperimento dQ = dS dT/dx (derivazione matematica)

La superficie interna non perpendiculari alle linee di flusso.

Conduzione:

Scambio termico all'interno di un corpo solido.

Convezione:

Passaggio di calore tra un corpo solido e il fluido che circoscrive il corpo.

Irraggiamento:

Flusso termico tra un corpo e un altro corpo separati, es. irraggiamento da un metallo ad aria o aria.

Questi 3 modi per avere flusso termico in ambiente si hanno contemporaneamente.

Andamento T

Le pareti sono sempre multistrato la variazione è sempre lineica ma la pendenza della retta varia ciclicamente del materiale (H), nel caso A è un materiale poco volubile al contrario del secondo.

Se fossero stati invertiti i materiali, il ΔT sarebbe stato minore a causa dei diversi materiali.

Linee di flusso del cammino termico non lineare

ΔT materiali calzanti

9 q2 = flusso termico

Andamento complessivo della temperatura

Contributo di H al campo termico

Andamento della temperatura per H2O

in questo caso si verifica una sovrapposizione termica nell'azione della parete (H) come funzione dell'acqua calda

Moto di Fourier, andamento temporale della temperatura

Variazione di temperatura nel tempo di tipo sinusoidale

La parete deve attenuare e sfruttare la sinusoide, il dove cancellare come se la parete perdesse energia, per elevata pendenza si nel tempo la ΔT si utilizza è molto più snervi.

Lo spostamento consente di mantenere costante la temperatura nel tempo.

La pendenza ma dipende del tempo quindi se si fa un discorso energetico è possibile farlo anche tramite un ΔT rappresentativo di una fase dell'anno.

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Studiare la convezione è fondamentale per lo studio dello scambio di calore sia interno ed esterno. E sempre presente nei fenomeni naturali ed industriali.

L'acqua all'interno della tubazione ha un campo di velocità che varia col tempo, di pressione permette di notare da un punto l'uscita della tubazione.

Se il numero è scambio termico o per convezione è presente un ΔT.

Il vettore, più botticino le pareti (strato limite).

Il numero di Reynolds permette di verificare qualitativamente la presenza del moto potenziale della tubazione.

Vicino alle pareti la convezione è marcata (turb) e c'è zona limitrofa alla parete detto strato limite in cui è simile allo conduzione.

Il campo di temperatura si ha maggiore scambio vicino ale pareti e T più fluido al centro.

I numeri adimensionali (Reynolds ecc.) danno un risposta qualitativa, invece la flusso termico, prodotto scambiatore, coefficiente di convezione.

Utilizzando l'esempio dell'aria riscaldata, come varia se abbassato la temperatura, e con i numeri adimensionali si immagina perché le pareti per effetto convettivo si sono riscaldate dato che l'aria ha una capacità termica bassa.

Invece con i numeri dati che ho scambio tcizzizzazione abbiamo calore alle pareti che hanno una massa termica elevata.

Numeri adimensionali:

• Reynolds: formuli i campi di velocità e la differenza fra marziale e forzato.
• Nuselt e Prandrlt danno la relazione fra fenomeno convettivo e conduttivo.
• Gershoff: quantifica la convezione naturale.

Lo studio dei fenomeni tramite numeri adimensionali sono catalogati in base al tipo di fenomeno e a quel fenomeno è circolato la relazione che lega i parametri adimensionali.

Leggi di Irraggiamento

Il fenomeno non dipende solo da ∆T ma anche dalle caratteristiche del corpo come materiale e stato superficiale.

I due corpi si definiscono emettitore e ricevitore. L'energia che il ricevitore riceve deriva da una generica radiazione incidenti W_i.

W_i si scompone in 3 parti: una comincia in maniera diversa di penetrare ma da un nuovo strato superficiale.

Quando l'energia arriva a taglio, nuovamente non si è in grado di utilizzare questa energia e quindi dal ricevitore ritorna in emisferio.

Il corpo emittente comporta in questo modo forma un assorbimento di una riflessione della radiazione e vale per i corpi opachi.

Nei corpi trasparenti una buona parte dell'energia entra all'interno del corpo (trasmessa).

Una parte verrà assorbita dal corpo W_a, una parte verrà riflessa e una trasmessa quindi: W_i = W_a + W_r + W_t

Queste non essere trascurate introducendo dei fattori legati ai vari fenomeni che avvengono nel corpo, più o meno insieme ad uno di essi:

W_i: = W_a + P W_r + T W_t

I coefficienti α e P possono sembrare simili ma α è legato ad un discorso di assorbimento di un corpo opaco, che alluminato e dell'ambiente aumentano le relazioni tra le molecole del trafico crescitello che provoca un aumento di temperatura.

La parte di trasparenza è legata successivamente al vetro e quindi pari o terzo per gli altri materiali. In questo caso non entra all'interno del materiale ma ci passa (attraversa) e non rimane all'interno del materiale e quindi non provoca alcun aumento di temperatura.

α coeff. di assorbimento o assorbenza α = W_a/W_i

P: " riflessione o riflettività P: = W_r/W_r

T: " trasparenza o trasmissività α = W_a/W_i

α + P + T = 1