Trasmissione del calore: esercizi

Corso di FISICA TECNICA AMBIENTALE

Esercizi di CONDUZIONE TERMICA – CONVEZIONE TERMICA

Data 25-03-2025

Esercizio 1 2

Si abbia un muro di calcestruzzo con spessore di 30 cm. La superficie del muro sia di 17 m , la temperatura

di una faccia sia t = 22 °C e quella dell’altra sia t = 5 °C. Determinare il flusso di calore che passa

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attraverso il muro supponendo che t e t restino costanti nel tempo e che la conduttività termica dei mattoni

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sia indipendente dalla temperatura e valga 1,6 W/(m K).

Esercizio 2

Un pannello di legno di spessore pari a 5 cm presenta una differenza di temperatura tra le facce di 10 °C. Il

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pannello trasmette un flusso termico di 110 W attraverso un’area di 2,5 m . Calcolare la conduttività termica

del legno.

Esercizio 3

Una parete è composta da due strati paralleli, il primo in muratura di mattoni dello spessore s di 30 cm e

m

l’altro di materiale isolante dello spessore s di 6 cm. Sono note le temperature t = 40 °C e t = 7 °C delle

i 1 3

 

facce esterne della parete. Si assuma = 0,93 W/(m K) per lo strato di mattoni e = 0,042 W/(m K) per lo

m i

strato di isolante. Determinare:

a) il flusso termico areico che attraversa la parete in condizioni stazionarie,

b) la temperatura della superficie di separazione tra mattoni e isolante.

Disegnare l’andamento della temperatura all’interno della parete considerando sia il caso in cui l’isolante sia

posto dal lato più caldo, sia il caso in cui sia dal lato opposto.

Esercizio 4

Un muro a facce piane parallele è composto da 3 strati:



• il primo di mattoni con conduttività termica = 0,8 W/(m K) e spessore s = 0,3 m;

m m



• il secondo di materiale isolante con conduttività termica = 0,034 W/(m K) e spessore s = 0,1 m;

i i



• il terzo di materiale di finitura con resistenza termica = 0,7 W/(m K) e spessore s = 0,02 m.

f f

Determinare:

a) la resistenza termica del muro;

b) la conduttanza termica del muro;

c) il flusso termico per unità di superficie che attraversa il muro in condizioni stazionarie, note le

temperature delle superfici esterne (t = 28 °C e t = °C);

‒2

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d) il profilo della temperatura all’interno del muro.

Corso di FISICA TECNICA AMBIENTALE

Esercizi di CONDUZIONE TERMICA – CONVEZIONE TERMICA

Data 25-03-2025

Esercizio 5

Un tubo orizzontale di acqua calda del diametro di 8 cm attraversa un grande ambiente alla temperatura di

18 °C per un tratto lungo 6 m. Se la temperatura della superficie esterna del tubo è 70 °C, determinare la

potenza termica dispersa dal tubo per convezione naturale. 2

Il coefficiente di scambio termico convettivo sulla superficie esterna è pari a 10 W/(m K).

Esercizio 6

Un elemento riscaldante a forma di piastra quadrata di lato 1 m e spessore trascurabile è disposto

verticalmente in un ambiente in cui vi è aria in quiete alla temperatura di 20 °C. Valutare la potenza termica

trasmessa per convezione all’aria nei due casi di temperatura superficiale della piastra di 50 °C e di 80 °C.

2

Sono noti i coefficienti di scambio termico convettivo nei due casi, pari rispettivamente a 4,53 W/(m K) ed a

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5,46 W/(m K).

Esercizio 7

Una parete piana perimetrale di un edificio disperde per convezione verso l’ambiente esterno un flusso

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termico specifico di 57 W/m . Si ipotizzi che la temperatura esterna sia 5 °C. Determinare la temperatura

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superficiale esterna della parete, dato il coefficiente di scambio termico convettivo pari a 10 W/(m K).