ENERGETICA
cod. 1004361

Anno accademico 2014/15
2° anno di corso - Primo semestre
Docente
LORENZINI Giulio
Settore scientifico disciplinare
Fisica tecnica ambientale (ING-IND/11)
Campo
Attività formative affini o integrative
Tipologia attività formativa
Affine/Integrativa
28 ore
di attività frontali
4 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

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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