Evaporazione

Il processo di Evaporazione si manifesta solo sulla superficie del liquido e per tal motivo vengono coinvolti solo gli strati superficiali ed avviene a qualsiasi temperatura. L'evaporazione in un ambiente chiuso dopo un certo tempo cessa perché si raggiunge la pressione di vapore saturo. Essa viene anche denominata tensione di vapore o pressione di vapore e non è altro che la pressione esercitata dal vapore della sostanza sulla corrispondente fase condensata (solida, liquida) quando le due fasi raggiungono le condizioni di equilibrio termodinamico. La pressione di vapore saturo aumenta molto rapidamente con la temperatura.

Ebollizione

Per quanto riguarda essa si manifesta per una data pressione in tutta la massa del liquido ad una determinata temperatura. In sostanza l'ebollizione si raggiunge applicando un'importante fonte di calore al liquido. Al contrario dell'evaporazione, l'ebollizione interessa tutta la massa del liquido.liquido ed è caratterizzatadal formarsi di bolle, che risalendo in superficie. Tale processo avviene con acquisto di calore ed è quindi un processo endotermico. L'ebollizione si verifica quando la tensione di vapore saturo eguaglia la pressione atmosferica, incorrispondenza di ciò noi ci troviamo alla temperatura di ebollizione (variando la pressione esternasi varia la temperatura di ebollizione di un liquido).

Proprietà di un sistema

• Volume specifico
• Peso specifico

L'unità di misura della Pressione nel Sistema Internazionale:

• -21 Pa = 1 N m
• 1 atm = 760 mmHg = 760 torr = 1,012510 Pa
• 51 bar = 10 Pa ; 1 baria = 0,1Pa , 1 torr= 133 Pa

Pressione

In definitiva la pressione nei fluidi è dovuta a due contributi:

• Forze di volume - Forze che si esercitano all'interno del fluido come la forza peso.
• Forze di superficie - Forze che si esercitano sulla superficie del fluido, come la compressione

di un pistone.
La Pressione esiste in tutti i punti del fluido come forza per unità di superficie che le molecole del fluido esercitano perpendicolarmente sulle pareti del contenitore ma anche su superfici che sono all'interno del fluido stesso.
La Pressione all'interno del fluido è isotropa, cioè la pressione in un certo punto non dipende dall'orientamento della superficie.
La pressione è una grandezza fisica intensiva. Allora la pressione p esercitata dalla forza F sulla superficie S è il rapporto tra la forza in direzione normale alla superficie e l'area cui è applicata:
Principio di Pascal
Il principio di Pascal o legge di Pascal è una legge della fisica dei fluidi che afferma che in un fluido in quiete, ove non si consideri la forza di gravità, la pressione si trasmette inalterata a tutti i punti del fluido. In fluidostatica si dice che un fluido è in uno stato di quiete se sulla superficie del sistema.agiscono solo forze normali e se taliforze sono distribuite in maniera uniforme su tale superficie.

Legge di Stevino

La legge di Stevino ci permette di calcolare la pressione esistente ad ogniprofondità entro una colonna di fluido conoscendo la densità del liquido stesso.

Essa afferma che la pressione esercitata dal fluido incomprimibile (densitàcostante nello spazio e nel tempo) si trova con la seguente formula:

p = d * g * h

dove:

• p è la pressione statica (Pa)
• d ( nota come ρ) è la densità del fluido (gas o liquido) (kg/m³)
• g è l'accelerazione di gravità (nel caso della terra: 9,81 m/s²)
• h è l'altezza del punto considerato (m)

Pressione Idrostatica

La pressione idrostatica è la forza esercitata da un fluido in quiete sull'unità di superficie, è la stessa in tutti i punti del fluido che si trovano alla stessa profondità h, indipendentemente dalla forma del contenitore e cresce

linearmente con la profondità (o affondamento h):

Principio di Archimede

Il principio di Archimede afferma che "ogni corpo immerso parzialmente o completamente in un fluido (liquido o gas) riceve una spinta verticale dal basso verso l'alto, uguale per intensità al peso del volume del fluido spostato", dove la spinta esercitata dal fluido è detta spinta di Archimede o spinta idrostatica. Essa non è altro che una forza diretta verticalmente verso l'alto, con la stessa direzione ma verso opposto rispetto alla forza peso. Essa viene indicata con il simbolo F o, a seconda dei casi, con la lettera S.A

Dove V è il volume del corpo immerso.

Il corpo è anche soggetto alla forza peso:

Principio di Archimede

Si possono verificare tre condizioni:

• Se F > F allora la forza peso spingerà il corpo verso il basso e questo si verificherà solo se la densità del corpo è maggiore rispetto a quella del fluido che

continuità è data da: Q = Av dove: - Q rappresenta la portata del condotto, - A è l'area della sezione del condotto, - v è la velocità del fluido. Principio di Pascal Il principio di Pascal afferma che la pressione esercitata su un fluido in un punto si trasmette integralmente in tutte le direzioni e in tutti i punti del fluido. Questo principio è alla base del funzionamento di molti dispositivi idraulici, come ad esempio i freni idraulici. Equazione di Bernoulli L'equazione di Bernoulli descrive il comportamento di un fluido in movimento lungo una linea di flusso. L'equazione è data da: P + 1/2 ρv^2 + ρgh = costante dove: - P è la pressione del fluido, - ρ è la densità del fluido, - v è la velocità del fluido, - g è l'accelerazione di gravità, - h è l'altezza del fluido rispetto a un punto di riferimento. Queste equazioni sono fondamentali per comprendere il comportamento dei fluidi e sono utilizzate in diversi ambiti, come l'idraulica e la fluidodinamica.continuità esprime il principio di conservazione della massa per un fluido in moto in quanto esprime che la massa di un fluido contenuta tra due sezioni del condotto, ove non ci sono immissioni o fuoriuscite di fluido, rimane costante. Teorema di Torricelli Il teorema di Torricelli afferma che se un liquido non viscoso (non attrito viscoso) esce da un foro praticato in un recipiente ad una certa profondità h dalla superficie libera (o pelo libero) del liquido, la velocità di fuoriuscita (o efflusso) v è uguale a: √(2gh) dove g è l'accelerazione di gravità e h è la profondità del liquido sopra il foro. Il teorema di Torricelli è valido se e solo se la superficie del foro risulta essere molto più piccola rispetto alla superficie libera del fluido, questo perché la velocità con cui il liquido fuoriesce dal foro è molto maggiore rispetto alla velocità con cui il liquido scende attraverso il recipiente.recipiente( questo siverifica perché mano a mano che il liquidofuoriesce dal foro il livello del liquido stessoall’interno del recipiente diminuisce) e per talemotivo quest’ultima può essere trascurata ed è inquesta ipotesi che si giunge alla formulazione dellalegge di Torricelli.

Teorema di Bernoulli

Il teorema di Bernoulli è una relazione che lega tra loro velocità di scorrimento, la pressione e ladensità di un fluido in un tubo con sezioni e altezze variabili, individuando una costante nel motodei fluidi ideali quindi possiamo affermare che esso esprime il principio di conservazionedell’energia per un fluido ideale in moto stazionario.

Esistono casi particolari di applicazione del teorema di Bernoulli.

• CONDOTTO NON ORIZZONTALE CON SEZIONE VARIABILE

Teorema di Bernoulli

• CONDOTTI ORIZZONTALI CON SEZIONE COSTANTE

Se la sezione è costante per l’equazione di continuità allora anche le

velocità sono uguali. • CONDOTTI ORIZZONTALI CON SEZIONI VARIABILI In questo caso la velocità del fluido non è costante mentre continua ad essere l'altezza del livello di riferimento (h1=h2). • CONDOTTI NON ORIZZONTALI CON SEZIONE COSTANTE In questo caso la velocità del fluido è costante lungo il condotto (v2=v1) mentre cambia l'altezza dal livello di riferimento. Il Principio di Venturi Il principio di Venturi nasce da una conseguenza al principio di Bernoulli, esso afferma che nei punti in cui la sezione diminuisce la velocità aumenta ma la pressione diventa minore poiché inversamente proporzionale alla sezione. Il dispositivo utilizzato per analizzare l'effetto di Venturi è il Tubo di Venturi. Esso non è altro che un caso particolare del generico tubo che abbiamo visto per la legge di Bernoulli. Questo tubo di Venturi è un tubo piano il cui asse orizzontale si trova sempre alla medesima altezza.Principio di Venturi Scriviamo l'equazione della legge di Bernoulli per un fluido ideale che attraversa il tubo di Venturi:

h1=h2

In questa situazione si vede che ad una maggiore velocità di scorrimento del fluido corrisponde una minor pressione e viceversa. Quindi laddove la sezione è maggiore (S1>S2) la velocità del fluido sarà minore in quella sezione (v1P2). Tali pressioni sono quelle esercitate dal fluido sulle pareti del condotto che nella zona 2 sarà meno sollecitato dall'interno rispetto alla zona 1. I fluidi reali I fluidi reali sono, al contrario di quelli ideali, viscosi ovvero vi sono forze di attrito interno che si esercitano tra le molecole del fluido (forze di coesione) e tra il fluido e le pareti del recipiente (forze di adesione). La viscosità di un fluido dipende dalla temperatura. I fluidi reali sono anche compressibili ovvero la loro densità varia, non rimane.forza normale alla superficie e l'area S della superficie stessa La viscosità di un fluido: a) è una proprietà intrinseca del fluido b) dipende dalla temperatura del fluido c) è una misura della resistenza del fluido al movimento d) può essere misurata in Poise e) può essere misurata in Pascal secondo La legge di Pascal: a) afferma che la pressione in un fluido in equilibrio è la stessa in tutti i punti b) afferma che la pressione in un fluido aumenta con la profondità c) afferma che la pressione in un fluido diminuisce con l'altezza d) afferma che la pressione in un fluido è direttamente proporzionale alla sua densità e) afferma che la pressione in un fluido è inversamente proporzionale alla sua temperatura La legge di Archimede: a) afferma che un corpo immerso in un fluido subisce una spinta verso l'alto uguale al peso del fluido spostato b) afferma che un corpo immerso in un fluido subisce una spinta verso il basso uguale al peso del corpo c) afferma che un corpo immerso in un fluido subisce una spinta verso l'alto uguale al peso del corpo d) afferma che un corpo immerso in un fluido subisce una spinta verso il basso uguale al peso del fluido spostato e) afferma che un corpo immerso in un fluido subisce una spinta verso l'alto uguale alla sua massa La legge di Bernoulli: a) afferma che la pressione di un fluido diminuisce quando la sua velocità aumenta b) afferma che la pressione di un fluido aumenta quando la sua velocità aumenta c) afferma che la pressione di un fluido è indipendente dalla sua velocità d) afferma che la pressione di un fluido è inversamente proporzionale alla sua densità e) afferma che la pressione di un fluido è direttamente proporzionale alla sua velocità al quadrato