Fisica Tecnica - Esercitazione n° 13 + tutorato (temi d'esame bonus)

IRRAGGIAMENTO

OGNI CORPO A T_S > 0K EMETTE ONDE

E = σ T_S⁴ con σ = 5,67 × 10^-8 W/m²K⁴

E = εσ T_S⁴ = W/m²

Si può determinare anche per una sola lunghezza d'onda E_b(λ)

λ_max T = 2888 μm K

ε_b,λ = c₁ / λ⁵ (e^c₂/λT - 1)

G: IRRADIANZA SUL CORPO

Se non si lascia trasparire (Gt=0) il corpo è opaco. I corpi che possono essere opachi solo a determinate λ, tratteremo solo corpi opachi.

d=0 opaco

E + d + l = 1

Corpo nero: perfetto emittore (E=1), perfetto assorbitore (l=1) onde elettromagnetiche

Legge di Kirchhoff al corpo:

l(T) = E(T)

coefficienti assorb. alla temp T = coeff. emissione

d + l = 1 con d=E => d = 1 - E

E = Eo E=Eo G=Eo ts+(1−E)G

Interazione tra più superfici potenza scambiata

Fattore di forma Fij = Qi o Ti / Qi→

TRA SUP E DOE

Un edificio ha la forma di uno piramidale retta a base quadrata (L = 15m, H = 5m) con i quattro lati della base rivolti verso i 4 punti cardinali. Le superfici interne, a causa dell'irraggiamento solare, raggiungono le temperature di:

T_SUD = 40°C = T_S T_EST = T_E = 30°C T_OVEST = 35°C = T_O T_NORD = T_N = 20°C

mentre il pavimento si trova alla T di 12°C (T_P).

Tutte le superfici sono nere.

1. Quanto vale l'irradiazione da sempre sul pavimento?
2. Quanto valeva scaldata per irraggiamento il pavimento?
3. Sapendo che la potenza scaldata tra le superfici rivolta a nord e sud vale 700W, quanto vale il fattore di forma F_v-s?
4. Quanto vale la potenza scambiata complessivamente dallo superficie interna rivolta a sud?
5. Quanto vale l'irradiazione della superficie interna rivolta a sud?

L = 15m H = 5m

T_S = 40°C T_E = 30°C T_O = 35°C T_N = 20°C

e_s = e_o = e_e = e_n = e_p = 1

Q_S-N = 700W

Q_forno = Q̇_1-3 + Q̇_2-3 = Q̇_entrante

Q̇_1-3 = σ T̅₁⁴ A₁ F̅_1-3 = σ_T₂ A₂ F_2-3 = 2056,5 W

F̅₁₃ = 0,118

F̅₂₃ = 0,06

Q̇_1-2 = F̅_1-2 A̅₁ C̅ (T₁⁴ - T̅₂⁴)

Superficie Vera - Reeyperficiali non ci sono

Q̇¹ = Q̇² + Q̇³

Q̇^1-2 = - Q̇_2-1

G₁ = ?

G₁ = Q̇_→1 / A₁

= Q̇_1-3 + Q̇_2-3 + Q̇³x J₁ A₁ F_1-i + ...

Q̇_3→1 = Q̇_entrate : F_3-1 - 2 / (0.3W) : Q̇̇

Q̇_1→∞ = 1640.7 W

1)

W_1-2 = ?

ΔU_1-2 = Q_1-2 + W_1-2

ΔU_1-2 = m (u₂ - u_k) = 2627.8 kJ

μ₃^* = μ^* + x₁ (μ_v(p₁) - μ_v(*p₁)) = 1821.8 kJ/kg

μ_v(p₃) = 2528.2 kJ/kg

u^* = μ^* + Pv^*

μ^* = h^* - Pv^*

μ^* = 417.41 kJ/kg

μ₂^* = 2506.1 kJ/kg

w₂^* = 229.2 kJ/kg

⇒ W_1-2 = ΔU_1-2 - Q_1-2 = 9627.8 kJ

2)

ΔS_tot = ΔS = ΔS_acqua + ΔS_amb

ΔS_H2O = M (s₂* - s_k)

ΔS_amb = ∫ (amb)

Q_amb/T_amb = Q₂/T_amb = 7000 kJ/300 K = 23.85 kJ/K

s^* = s_L(p₁) + x₁(s_v(*p₁)) = 5.95 kJ/kg K

s_v(p₂) = 7.3589 kJ/kg K

s_L(*p₁) = 1.5301 kJ/kg K

s^v(p₁) = 9.1268 kJ/kg K

s^* = 6.75 kJ/kg K

S_tot = 33.0 kJ/K

INCROCIO UMIDITÀ ASSOLUTA E ϕ=1 OTTENGO IL PUNTO C01

FINALE

TRUGNARE MTOLO ENERGIA ALL'ARIA UMIDA NSC MUNTAGNA la 90% Pc costante (Pc costante) finché ne sottraggo tanto e ottengo X=0,01 An quindi Tc - trugado ca x0,010

PUNTO C

{

Pc=1 xc=0,01

xc=0,622      (Pc P_sat(T_c))                         P_tot - Pc P_sat(T_c)

P_sat(T_c) = 1445 P_d => T_c = 14,1°C

PUNTO 4 COINCIDE CON IL PUNTO C

Q_3-4 = m_t xs (h_i^* - h₃^*)

P=cost

h_i^* = 1,006 T₄ + x₁ (2500 + 1,854 T₄) = 39,74 kJ/kg_as

Q_3-4 = -4684 kW

MO₀₃ = MO₀₂

15 mol di N₂ (M = 28 g/mol) contenuti in un recipiente dotato di pistone mobile immerso nell'atmosfera (Patm = 1 bar) vengono compressi isobaticamente dalla pressione di 1 bar (T₁ = 20°C) fino alla pressione di 8 bar raggiungendo la temperatura di 30°C. Successivamente vengono lasciati espandere adiabaticamente fino a raggiungere l'equilibrio con l'atmosfera.

1. Di quanto varia il volume del gas nella compressione?
2. Quanto lavoro viene fornito al gas nella " ... "?
3. Quanta energia viene prodotta nella compressione?
4. Quanta temperatura viene raggiunta al termine dell'espansione?
5. Quanto lavoro viene scambiato con l'ambiente dalla compressione?

T₁ = 20°C P₁ = 1 bar Patm = 1 bar P₂ = 8 bar T₂ = 30°C N = 15 mol