Termodinamica delle miscele: 

Il corso si prefigge l’obiettivo di fornire le basi della termodinamica in sistemi multicomponente, rendendo lo studente in grado di calcolare equilibri di fase liquido vapore e equilibri in presenza di reazioni.

Fenomeni di trasporto:

Il corso si prefigge l’obiettivo di fornire le basi delle leggi che regolano il trasporto di materia e energia e la capacità di applicarle a problemi tipici dell'ingegneria.

A seguito del superamento dell’esame, lo studente:

• conosce i principi fondamentali dei bilanci di materia e energia e degli equilibri di fase anche in presenza di reazione
• conosce i principi fondamentali dei fenomeni di trasporto
• è in grado di applicare la conoscenza a specifici problemi 
• è in grado di commentare criticamente i risultati ottenuti

Termodinamica delle miscele:

Introduzione alla termodinamica: significato e validità di una legge TD. Sistemi isolati, chiusi, e aperti. Variabili di stato estensive e intensive. Primo principio della termodinamica, lavoro e energia interna. Secondo principio della termodinamica.

Gas perfetto e calcolo delle sue proprietà: Diagrammi P-v, P-T, T-v

Equazioni di stato: Van der Walls, cenni altre cubiche, equazione degli stati corrispondenti. Calcolo dell’energia libera di Gibbs e concetto e calcolo di funzioni residue.

Metodi indiretti per il calcolo delle proprietà della fase liquida.

Proprietà termodinamiche in condizioni di equilibrio di fase: equazione di Clausius Clapeyron, equazione di Antoine, concetto di fugacità e calcolo.

Proprietà delle miscele: definizione di grandezza parziale molare, teorema di Gibbs per gas perfetto, calcolo delle proprietà per miscela di gas ideale.

Miscele liquide e metodi indiretti: definizione di miscela ideale e calcolo delle proprietà. Regola di Lewis-Randall. Definizione di funzione di eccesso. Definizione di coefficiente di attività.

Equilibrio tra le fasi (VLE): regola delle fasi di Gibbs. Comportamento qualitativo di un liquido in equilibrio col suo vapore, diagrammi di fase T-P-x/y, concetto di azeotropo. Calcolo del punto di bolla e rugiada. Legge di Rault e Rault modificata.

Composti supercritici e leggi limite per composti diluiti: calcolo dela fugacità per composti supercritici. Costante di Henry.

Sistemi reagenti e bilanci materiali multicomponente.

Bilanci di energia sistema multicomponente.

Fenomeni di trasporto:

Definizione di viscosità, diffusività materiale e termica.
Numero di Reynolds, strato limite, turbolenza.
Bilanci macroscopici. Equazioni costitutive (continuità, Cauchy).
Conduzione di calore (lastra piana).
Bilancio macroscopico di energia (numeri adimensionali di Nusselt, Prandtl e correlazioni per il calcolo dei coefficienti di trasporto). Trasporto di calore su solido semiinfinito.
Convezione.
Equazioni costitutive del trasporto di materia: stazionario e non stazionario. Analogia tra convezione materiale e termica.
Fenomeni di trasporto in un flusso turbolento.
Irraggiamento.

Sono necessarie conoscenze elementari di analisi matematica, con particolare riferimento al calcolo differenziale e integrale e equazioni differenziali. Questi argomenti sono previsti nei programmi degli insegnamenti di Analisi Matematica I.

L’esame finale consterà di una prova scritta e una prova orale.

La prova scritta, mirata alla verifica della capacità di risolvere problemi di trasporto di materia e energia, sarà valutata sulla base della correttezza dei modelli utilizzati e dei risultati numerici ottenuti e sulla capacità di commentare criticamente i risultati ipotizzando anche soluzioni progettuali diverse. La prova scritta, della parte di Fenomeni di trasporto, contiene anche una domanda di teoria.

La prova orale oltre alla conoscenza dei contenuti, serve a valutare anche la conoscenza di un linguggio tecnico adeguato e la capacità di esposizione dello studente.