Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (348) INGEGNERIA DEI MATERIALI E DELLE NANOTECNOLOGIE
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052485 - CHIMICA FISICA APPLICATA AI MATERIALI
086504 - CHIMICA FISICA APPLICATA AI MATERIALI
Obiettivi dell'insegnamento
Apprendimento dei fondamenti di termodinamica e di cinetica applicate alla scienza dei materiali.
Seguirò l'impostazione data da Prigogine (vedi bibliografia) perchè essa rappresenta la versione più moderna di presentare la termodinamica di equlibrio e di non equilibrio. Il concetto unificante è quello di entropia e produzione di entropia. Invece, per alcune applicazioni relative ai materiali farò riferimento ad alcuni capitoli di D.V. Ragone "Termodinamica dei materiali".
Come negli anni precedenti, a richiesta degli studenti, sarà possibile effettuare esercitazioni supplementari il sabato mattina.
Risultati di apprendimento attesi
Alla fine del corso, lo studente conoscerà e comprenderà le leggi di termodinamica e di cinetica dei materiali e le relative dimostrazioni, con particolare riferimento allo studio dei materiali. Inoltre, sarà in grado di applicare tali conoscenze nello svolgimento di esercizi numerici di media o elevata complessità, relativi ai vari argomenti esposti nel corso dell'insegnamento, di impatto pratico e relativi alla selezione e l'uso dei materiali.
Argomenti trattati
Concetti di base e leggi dei gas
Primo principio della termodinamica
Secondo principio della termodinamica
Variazione di entropia nelle trasformazioni
Equilibrio termodinamico e principi di estremo
Termodinamica dei gas, dei liquidi e dei solidi
Termodinamica delle soluzioni
Trasformazioni di fase
Equilibri chimici
Teoria classica della stabilità dell’equilibrio (cenni)
Campi e gradi di libertà interni
Diagrammi di stato
Termodinamica statistica (cenni)
Difetti nei solidi (cenni)
Superfici ed interfacce
Trasformazioni (cenni)
Cinetica delle reazioni
Termodinamica di non equilibrio lineare (cenni)
Trasmissione del calore (cenni)
Utilizzo di filmati di esperimenti (in prevalenza da internet).
Prerequisiti
Analisi matematica (derivate, serie ed integrali), fisica e chimica. Saper utilizzare fogli elettronici (ad es. Excel), meglio ancora Matlab o Mathematica o software simili.
Modalità di valutazione
La valutazione dell'allievo avviene nel seguente modo:
2 prove scritte (prima e seconda parte del programma) con le quali si richiede all'allievo/a di saper risolvere esercizi numerici;
1 prova orale con la quale si verifica il grado di comprensione e di apprendimento dei principi e delle leggi della chimica fisica.
La prova in itinere è relativa alla prima parte del programma.
Bibliografia
D.K Kondepudi e I. Prigogine, Modern Thermodynamics: From Heat Engines to Dissipative Structures, Editore: John Wiley & Sons Inc, Anno edizione: 2014, ISBN: 111837181X Note:
prima edizione 1998
seconda edizione 2014
I Prigogine e D. Kondepudi, Termodinamica. Dai motori termici alle strutture dissipative, Editore: Boringhieri, Anno edizione: 2002, ISBN: 978-8833956923 Note:
E' la traduzione della prima edizione del testo in inglese
D.Ragone, Termodinamica dei materiali, Editore: Casa Editrice Ambrosiana, Anno edizione: 2003
D.Ragone, Termodinamica dei materiali, Volume II, Editore: Casa Editrice Ambrosiana, Anno edizione: 2011
D.R.Gaskell, Introduction to the Thermodynamics of Materials, Editore: Taylor & Francis Group, Anno edizione: 2003
N.A. Gokcen e R.G. Reddy, Thermodynamics , Editore: Plenum Press, Anno edizione: 1996, ISBN: 03-06-45380-0 Note:
seconda edizione
B.S. Bokstein, M.I. Mendelev, D.J.Srolovitz, Thermodynamics & Kinetics in Materials Science. A short course, Editore: Oxford University Press, Anno edizione: 2005, ISBN: 0198528043 Note:
prima edizione
C.H.P. Lupis, Chemical Thermodynamics of Materials, Editore: Elsevier Science Ltd, Anno edizione: 1983, ISBN: 978-0444007797
E. Machlin, An Introduction to Aspects of Thermodynamics and Kinetics Relevant to Materials Science, Editore: Elsevier Science, Anno edizione: 2007, ISBN: 9780080466156 Note:
Molto bello ma di difficile lettura. Adatto per studenti della magistrale
Ilya Prigogine, Le leggi del caos, Editore: Economica Laterza, Anno edizione: 2003, ISBN: 978-8842068839 Note:
Lettura interessante
Ilya Prigogine e Isabelle Stengers, Tra il tempo e l'eternità, Editore: Bollati Boringhieri, Anno edizione: 2014, ISBN: 978-8833925806 Note:
Lettura interessante
Ilya Prigogine e Isabelle Stengers, La nuova alleanza. Metamorfosi della scienza, Editore: Piccola biblioteca Einaudi, Anno edizione: 1999, ISBN: 978-8806153045 Note:
Lettura interessante
Louis A Girifalco, Statistical Mechanics of Solids, Editore: Oxford University Press Inc, Anno edizione: 2005, ISBN: 978-0195167177 Note:
Molto bello. Per chi conosce già la termodinamica.
Richard A Swalin, Thermodynamics of Solids, Editore: Jonh Wiley & Sons, Anno edizione: 1972, ISBN: 0-471-83854-3 Note:
Molto bello. Per chi conosce già la termodinamica.
Software utilizzato
Nessun software richiesto
Forme didattiche
Tipo Forma Didattica
Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
60:00
90:00
Esercitazione
40:00
60:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale
100:00
150:00
Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua
Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Italiano