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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
Insegnamento 052419 - FISICA TECNICA (ICA)
Docente Toppi Tommaso
Cfu 6.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing - Civ (1 liv.)(ord. 270) - LC (343) INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE*AZZZZ052419 - FISICA TECNICA (ICA)
085668 - FISICA TECNICA (ICA)

Obiettivi dell'insegnamento

L'insegnamento ha l'obiettivo di fornire conoscenze di base nell’ambito della termodinamica e della trasmissione del calore e sfruttare tali conoscenze per descrivere e modellizzare i fenomeni fisici coinvolti.


Risultati di apprendimento attesi

Conoscenza e comprensione:

  • Lo studente conosce i principi della termodinamica nelle varie formulazioni e mostra di aver compreso a fondo i nessi logici tra le grandezze che vi compaiono.
  • Lo studente è in grado di individuare con precisione le limitazioni cui sono soggetti tutti i processi reali e di comprendere le principali implicazioni ingegneristiche dei principi della termodinamica;
  • Lo studente è in grado di descrivere sia qualitativamente sia in forma matematica il principio di funzionamento dei principali componenti delle macchine motrici e operatrici;
  • Lo studente è in grado di descrivere sia qualitativamente sia in forma matematica gli aspetti di base della trasmissione del calore.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:

Lo studente è capace di applicare le conoscenze di base sopra descritte per:

  • identificare un sistema termodinamico e i flussi energetici che lo interessano;
  • impostare ed eseguire bilanci di massa, energia ed entropia;
  • determinare le proprietà delle sostanze;
  • calcolare l'entità dello scambio termico, modellizzando opportunamente i casi proposti;
  • applicare trasversalmente le conoscenze acquisite per descrivere e analizzare sistemi termodinamici semplici di varia natura.

Argomenti trattati

Termodinamica

  • Introduzione alla termodinamica. Sistemi termodinamici, stati di equilibrio, proprietà, trasformazioni termodinamiche.
  • Primo principio della termodinamica per sistemi chiusi, energia interna, calore, lavoro. Lavoro di espansione. Calore specifico a volume costante e a pressione costante.
  • Proprietà della materia. Liquidi ideali, gas ideali e sistemi bifase.
  • Sistemi aperti: formulazione del primo principio e trasformazioni.
  • Macchine termiche motrici e operatrici, macchina di Carnot.
  • Secondo principio della termodinamica, bilanci entropici. Rendimenti isoentropici.
  • Cicli termodinamici diretti e inversi, loro bilancio energetico ed entropico.
  • Miscele ideali di gas e vapori, umidità assoluta e relativa, diagrammi psicrometrici. Trattamento dell'aria umida e cenni di condizionamento.

Trasmissione del calore

  • Conduzione: ipotesi ed equazione di Fourier, sua integrazione in regime stazionario con flusso monodirezionale in geometria piana.
  • La legge di Newton, trasmittanza termica.
  • Convezione: convezione forzata e naturale, i gruppi adimensionali caratteristici e correlazioni sperimentali.
  • Radiazione: introduzione alla radiazione termica, caratteristiche e classificazione radiazione elettromagnetiche. Ipotesi e caratteristiche della radiazione di corpo nero. Modello di corpo grigio. Scambio termico radiativo tra superfici grigie. Linearizzazione scambio termico radiativo, temperatura media radiante e temperatura operante.
  • Bilancio termico semplificato per un edificio.

Prerequisiti

L’insegnamento fa uso del formalismo matematico sviluppato negli insegnamenti di Analisi e Geometria, inoltre si presuppone la conoscenza dei fondamenti di Chimica.


Modalità di valutazione

L'esame consiste in una prova scritta, che verte sia sulla risoluzione di esercizi applicativi sia sulla risposta a domande teoriche.
Per superare l’esame è necessario svolgere in modo sufficiente entrambe le parti della prova.
La prova orale è facoltativa e riservata a chi ha raggiunto la sufficienza nella prova scritta.
Durante gli esami è consentito l’uso di una calcolatrice non programmabile, mentre non è consentito l'uso di libri di testo, appunti, esercitazioni o temi d’esame svolti.
Eventuali tabelle e diagrammi sono forniti dal docente.


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaY. A. Cengel, Termodinamica e Trasmissione del Calore, Editore: McGraw-Hill
Risorsa bibliografica facoltativaM. Moran, H.N. Shapiro, B.R. Munson, D.P. DeWitt, Elementi di Fisica Tecnica per l'Ingegneria, Editore: McGraw-Hill
Risorsa bibliografica facoltativaM. Guilizzoni, La Fisica Tecnica e il rasoio di Ockham - 2a edizione, Editore: Maggioli

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
36:00
54:00
Esercitazione
24:00
36:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 60:00 90:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese

Note Docente
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
16/06/2021