Obiettivi formativi
Conoscenza dei principi di trasporto di calore, di massa e di trasferimento di fluidi;
uso e manipolazione di formule ed equazioni, gestendone agevolmente le relative unità di misura;
valutazione e interpretazione di dati sperimentali;
valutazione della didattica;
trasmissione e divulgazione dell'informazione su temi tecnologici;
capacità di partecipazione in modo proficuo a seminari e giornate studio di formazione;
capacità di ampliare autonomamente il proprio bagaglio scientifico-culturale e continuare ad aggiornarsi sugli sviluppi scientifici e tecnologici più recenti connessi al mondo degli alimenti;
capacità di svolgere proficuamente i corsi di Laurea Magistrale della classe LM70 e in particolare al corso di Laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie Alimentari.
Prerequisiti
nozioni elementari di Fisica e di Matematica.
Contenuti dell'insegnamento
UNITÀ DI MISURA
ENERGIA, LAVORO, POTENZA
TERMODINAMICA: PRIMO E SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
DIAGRAMMI TERMODINAMICI
MISCELE DI ARIA E VAPOR D'ACQUA
I FLUIDI: DEFINIZIONI, STATICA, CINEMATICA E DINAMICA
PERDITE DI CARICO
TRASMISSIONE DEL CALORE: CONDUZIONE, CONVEZIONE, IRRAGGIAMENTO
MACCHINE FRIGORIFERE E POMPE DI CALORE
Programma esteso
IL METODO SCIENTIFICO; GRANDEZZE FISICHE E LORO PROPRIETÀ; COSA VUOL DIRE MISURARE; SISTEMA INTERNAZIONALE; GRANDEZZE FONDAMENTALI E GRANDEZZE DERIVATE; ESPONENZIALI E MULTIPLI DECIMALI. CIFRE SIGNIFICATIVE. IL CAMBIO DELL’UNITÀ DI MISURA; EQUAZIONI DIMENSIONALI. ERRORI DI MISURAZIONE. ENERGIA, LAVORO, POTENZA: DEFINIZIONI; ENERGIA CINETICA E POTENZIALE; TEOREMA DELLE FORZE VIVE (DELL'ENERGIA CINETICA); FORZE CONSERVATIVE; PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELL'ENERGIA MECCANICA. TERMODINAMICA: SISTEMA TERMODINAMICO; APPROCCIO MICROSCOPICO (TERMODINAMICA STATISTICA) E MACROSCOPICO; PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA PER SISTEMI CHIUSI; ENERGIA INTERNA; LAVORO DI VOLUME; ENTALPIA; PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA IN FORMA ENTALPICA PER SISTEMI CHIUSI.
DIAGRAMMA TERMODINAMICO (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).
MISCELE DI ARIA E VAPOR D'ACQUA: DEFINIZIONI DI BASE, UMIDITA' SPECIFICA, UMIDITA' RELATIVA, ENTALPIA SPECIFICA, CALORI SPECIFICI DELL'ARIA UMIDA, DIAGRAMMA DI CARRIER.
MISCELE DI ARIA E VAPOR D'ACQUA: STATO TERMODINAMICO DELL'ARIA UMIDA: TEMPERATURA DI BULBO SECCO, TEMPERATURA DI BULBO BAGNATO, TEMPERATURA DI RUGIADA; TRASFORMAZIONI DI UNA MISCELA ARIA VAPOR D'ACQUA: RISCALDAMENTO/RAFFREDDAMENTO SEMPLICE; RAFFREDDAMENTO CON DEUMIDIFICAZIONE.
I FLUIDI: DEFINIZIONI, DEFORMABILITA', COMPRIMIBILITA' (LIQUIDI E GAS), MASSA VOLUMICA, VISCOSITA', SFORZI TANGENZIALI, FLUIDI PERFETTI. ESEMPI E APPLICAZIONI SUGLI SFORZI TANGENZIALI IN UN FLUIDO: GEOMETRIA CILINDRICA, ALTRE GEOMETRIE. LA VISCOSITA' DINAMICA. LA LEGGE DI NEWTON E I FLUIDI NEWTONIANI. VISCOSITA'-TEMPERATURA: RELAZIONI PER GAS E LIQUIDI.
I FLUIDI: FLUIDI NON-NEWTONIANI: EQUAZIONE E CURVA REOLOGICA; LA CLASSIFICAZIONE; I REGIMI DI MOTO: IL NUMERO DI REYNOLDS.
STATICA DEI FLUIDI: PRESSIONE IN UN FLUIDO IN QUIETE; BILANCIO DI FORZE; VARIAZIONE DI PRESSIONE IN UN FLUIDO IN QUIETE; LEGGE DI STEVINO; LEGGE DI PASCAL; PRINCIPIO DEI VASI COMUNICANTI; IL CASO DEL TUBO AD U CON DUE LIQUIDI; LA LEGGE DI ARCHIMEDE.
CINEMATICA E DINAMICA DEI FLUIDI: METODO LAGRANGIANO ED EULERIANO; REGIME STAZIONARIO; LINEE E TUBI DI FLUSSO; EQUAZIONE DI CONTINUITA'; TEOREMA DI BERNOULLI.
TRASMISSIONE DEL CALORE: GENERALITA’ E DEFINIZIONI DI BASE. LA CONDUZIONE: LEGGE DI FOURIER, EQUAZIONE DI LAPLACE, STRATO PIANO SEMPLICE. LA CONVEZIONE: GENERALITA' E LEGGE DI NEWTON. IRRAGGIAMENTO: GENERALITA' E LEGGE DI STEFAN-BOLTZMANN, CORPI NERI, EMISSIVITA', POTENZA TERMICA RADIANTE NETTA TRA 2 SUPERFICI. MODALITA' COMBINATE DI SCAMBIO TERMICO.
LE MACCHINE FRIGORIFERE E LE POMPE DI CALORE.
Bibliografia
1) G. Lorenzini, “Elementi di Fisica Tecnica”, Pitagora Editrice, Bologna.
2) A. Giulianini, “Fondamenti di Fisica Tecnica”, Patron, Bologna.
Metodi didattici
le lezioni saranno organizzate a distanza in modalità asincrona (caricate sulla pagina Elly del corso)
Modalità verifica apprendimento
Esame solo scritto con quesiti di teoria ed esercizi. In caso di impossibilità a svolgere l’esame in presenza, per cause di forza maggiore, l’esame sarà sempre scritto ma svolto a distanza secondo modalità che verranno precisate più a ridosso degli appelli.
Altre informazioni
- - -
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
- - -
