Obiettivi formativi
Il corso intende fornire le basi per affrontare e risolvere problemi ingegneristici di termodinamica, nei settori civili e industriali.
Conoscenze e capacità di comprendere:
Alla fine del percorso dell’insegnamento lo studente dovrà conoscere i principi fondamentali della termodinamica, dei bilanci energetici e della psicrometria.
Competenze:
Lo studente dovrà essere in grado di affrontare ed analizzare i problemi di termodinamica e psicrometria.
Autonomia di giudizio:
Lo studente dovrà possedere gli strumenti per discutere in maniera critica i problemi trattati nel corso.
Capacità comunicative:
Lo studente dovrà possedere l’abilità di presentare in maniera chiara e semplice i risultati raggiunti.
Prerequisiti
E’ utile avere dimestichezza con nozioni elementari di Analisi matematica e Fisica.
Contenuti dell'insegnamento
Termodinamica applicata. Liquidi, gas, vapore, diagrammi termodinamici. Cicli termodinamici. Miscele aria-vapore.
Programma esteso
Sistema termodinamico, proprietà, stato. Pressione, temperatura, principio zero. Energia, calore, lavoro. Il primo principio. Espansione e compressibilità. Entalpia e calore specifico. Macchine termiche e frigorifere. Il secondo principio. Disuguaglianza di Clausius. Entropia. Principio dell’aumento di entropia e lavoro degradato. Trasformazione isentropica. Principio di Carnot, ciclo di Carnot. La superficie p-v-T, diagrammi termodinamici (pressione-volume, temperatura-entropia, entalpia-entropia, pressione-entalpia, temperatura-entalpia). Tabelle del vapore. Trasformazioni politropiche. Gas ideali, equazione di stato, energia interna, entalpia, entropia, calori specifici. Il fattore di compressibilità, gas reali e stati corrispondenti, l’equazione del viriale, il diagramma di Obert Nelson. Liquidi, vapori. Principi di conservazione della massa e dell’energia. Scambiatori di calore, pompe, compressori, ventilatori, turbine, valvole. Cicli a gas (Brayton, Otto, Diesel, Stirling, Ericson). Ciclo a vapore (Rankine). Impianti frigoriferi a vapore ed a gas. Sistemi ad assorbimento, pompa di calore. Miscele di gas ideali; composizione e proprietà. Miscele di gas e vapori, entalpia specifica J. Temperature di rugiada, di bulbo secco e di bulbo umido. Diagramma psicrometrico. Unità di trattamento dell’aria. Umidificazione e deumidificazione, climatizzazione.
Bibliografia
M. Spiga, Fisica Tecnica 1, Esculapio Editore, Bologna
M. Spiga, Esercizi di Termodinamica Applicata, Esculapio Editore, Bologna.
Metodi didattici
Il corso verrà illustrato mediante lezioni frontali avvalendosi della proiezione di lucidi.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento viene effettuata mediante prova scritta.
Altre informazioni
E’ consigliata la frequenza del corso.
