Obiettivi formativi
Conoscere e gestire i processi energetici industriali ed ambientali.
Prerequisiti
Nozioni di Fisica, Fisica Tecnica e Matematica.
Contenuti dell'insegnamento
TERMODINAMICA
CONDUZIONE
CONVEZIONE
ENERGIA ED ENTROPIA
EXERGIA
DEGRADAZIONE DELL'ENERGIA
CICLO INVERSO DI CARNOT
CLASSIFICAZIONE DELL’ENERGIA
FONTI ENERGETICHE PRIMARIE E SECONDARIE
ENERGIA E IMPATTO AMBIENTALE
ENERGY MANAGER
Programma esteso
TERMODINAMICA: SISTEMA TERMODINAMICO; APPROCCIO MICROSCOPICO (TERMODINAMICA STATISTICA) E MACROSCOPICO; PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA PER SISTEMI CHIUSI; ENERGIA INTERNA. ESEMPI E APPLICAZIONI. LAVORO DI VOLUME; ENTALPIA; PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA IN FORMA ENTALPICA PER SISTEMI CHIUSI.
TERMODINAMICA: DIAGRAMMA (V, p). LAVORO NEL DIAGRAMMA (V, p); TRASFORMAZIONI REVERSIBILI E IRREVERSIBILI; SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA: ENUNCIATI DI CLAUSIUS (+ LORENTZ) E KELVIN; MOTO PERPETUO DI SECONDA SPECIE; TEOREMA DI CARNOT; CICLO DI CARNOT; ENTROPIA; TEOREMA DI AUMENTO DELL'ENTROPIA; DIAGRAMMA (s, T). ESEMPI E APPLICAZIONI.
LA CONDUZIONE: LEGGE ED EQUAZIONE DI FOURIER, EQUAZIONE DI LAPLACE. CASI STUDIO PARTICOLARI: STRATO PIANO SEMPLICE E COMPOSTO.
LA CONDUZIONE: STRATO PIANO COMPOSTO PLURIMO, STRATO CILINDRICO SEMPLICE, STRATO CILINDRICO COMPOSTO, STRATO SFERICO SEMPLICE.
LA CONVEZIONE: GENERALITA’, LEGGE DI NEWTON PER LA CONVEZIONE. CONVEZIONE FORZATA DI UN FLUIDO IN UN CONDOTTO: EQUAZIONI DI BILANCIO.
CONVEZIONE FORZATA DI UN FLUIDO IN UN CONDOTTO: CONDIZIONE AL CONTORNO DI TEMPERATURA COSTANTE O FLUSSO TERMICO COSTANTE.
ESERCIZI SULLA CONDUZIONE.
ESERCIZI SULLA CONDUZIONE, CONVEZIONE E PERDITE DI CARICO.
INTRODUZIONE AL CONCETTO DI ENERGIA E RELAZIONE CON L’ENTROPIA. LE VARIE FORME DELL’ENERGIA E LA MASSA DELL’ENERGIA.
DEGRADAZIONE DELL'ENERGIA; EXERGIA E ANERGIA; RENDIMENTO TERMODINAMICO; CICLO INVERSO DI CARNOT. ESEMPI E APPLICAZIONI.
APPROFONDIMENTI SU DEGRADAZIONE DELL'ENERGIA; ENERGIA DI PROCESSO E DI IMPIANTO.
ESERCITAZIONE IN AULA DI TERMODINAMICA E TRASMISSIONE DEL CALORE.
BILANCIO ENERGETICO ED EXERGETICO DI UN IMPIANTO INDUSTRIALE; EXERGIA DI PROCESSO ED EXERGIA DI IMPIANTO; CLASSIFICAZIONE DELL’ENERGIA; FONTI ENERGETICHE PRIMARIE E SECONDARIE: GENERALITA’ SULLE FONTI RINNOVABILI. GENERALITA’ SULLE FONTI QUASI-INESAURIBILI. ESEMPI E APPLICAZIONI.
LE FONTI QUASI-INESAURIBILI: CALORE ENDOGENO; FISSIONE NUCLEARE AUTOFERTILIZZANTE, SOSTENIBILITA’; FONTI ENERGETICHE NON-RINNOVABILI: CARBONE, PETROLIO, GAS, FISSIONE NUCLEARE NON-AUTOFERTILIZZANTE, SOSTENIBILITA'.
ENERGIA E IMPATTO AMBIENTALE, CONTROLLO TEMPERATURA TERRESTRE ED EFFETTO SERRA. IMPATTO AMBIENTALE DELLE FONTI ENERGETICHE: VELENI NEI COMBUSTIBILI. ESEMPI ED APPLICAZIONI.
ESERCITAZIONE SU TEMI INERENTI: ENERGIA, EXERGIA, ENTROPIA, POMPE DI CALORE.
IMPATTO AMBIENTALE DELLE FONTI ENERGETICHE: IL RISCHIO NUCLEARE. ESEMPI ED APPLICAZIONI. ENERGIA E AMBIENTE: SVILUPPI FUTURI; ENERGIA AL LAVORO: L'ENERGY MANAGER.
ESERCITAZIONE SU TEMI INERENTI LE FONTI ENERGETICHE.
ESERCITAZIONE SU TEMI INERENTI L'IMPATTO AMBIENTALE DELLE FONTI ENERGETICHE.
Bibliografia
1) G. Lorenzini, “Lezioni di Fisica Tecnica 1”, Pitagora Editrice, Bologna
2) E. Lorenzini "Dalle cronache quotidiane il dramma italiano dell'energia", Pitagora Editore, Bologna
3) G. Comini, G. Cortella "Energetica generale", SGE Editore, Padova
4) Y. Cengel, “Termodinamica e trasmissione del calore”, Mc Graw-Hill, USA
5) A. Giulianini, “Fondamenti di Fisica Tecnica”, Patron, Bologna
Metodi didattici
Lucidi estesi proiettati ed illustrati dal docente; lavoro a gruppi tra gli studenti ed interazione costante studenti-docente.
Modalità verifica apprendimento
Esame solo scritto con esercizi e domande di teoria.
Altre informazioni
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