Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire le nozioni di base per l'analisi energetica di sistemi, sia attraverso lo studio dei processi di conversione tra le diverse forme di energia (termica, meccanica), sia fornendo gli elementi fondamentali sui meccanismi dello scambio termico e della meccanica del fluidi.
Conoscenze e capacità di comprendere:
a conclusione del percorso didattico lo studente avrà acquisito conoscenze di base nell’ambito della termodinamica, del moto dei fluidi e della trasmissione del calore. Relativamente ai temi della termodinamica e della trasmissione del calore sarà anche in grado di schematizzare alcuni semplici problemi di interesse pratico, evidenziando i fenomeni fisici rilevanti.
Competenze:
Lo studente sarà in grado di effettuare l’analisi energetica e termica di semplici problemi, previa schematizzazione del sistema e delle sue interazioni con il contorno.
Autonomia di giudizio:
A conclusione del processo di apprendimento lo studente avrà acquisito strumenti per interpretare in maniera critica fenomeni di conversione dell’energia e di trasmissione del calore.
Capacità comunicative:
Lo studente dovrà possedere l’abilità di schematizzare il problema, presentando in maniera chiara e con proprietà di linguaggio i dettagli del fenomeno fisico e i risultati dell’analisi effettuata.
Prerequisiti
Per seguire con profitto il corso d’insegnamento è necessario aver acquisito le nozioni di base di analisi matematica. Sono utili alla comprensione anche le competenze acquisite nei corsi di base di fisica e di chimica.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso d’insegnamento include i seguenti principali temi: termodinamica, moto dei fluidi, trasmissione del calore.
Per ciascun tema vengono dapprima presentate le definizioni fondamentali, quindi le leggi fisiche alla base dei fenomeni considerati. Relativamente alla termodinamica vengono presentati e discussi i principi fondamentali. Lo studio della termodinamica viene poi esteso alla descrizione dei sistemi fluidi (gas e liquidi) e alle miscele di gas (miscele di aria e vapore d’acqua).
Lo studio del moto dei fluidi viene limitato a quanto necessario per lo studio della trasmissione del calore per convezione; vengono peraltro analizzati alcuni problemi relativi al moto di fluidi comprimibili.
Nell’ambito del terzo tema vengono affrontate in dettaglio le diverse modalità di trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento. Durante il corso vengono presentati e discussi alcuni semplici problemi di termodinamica e di trasmissione del calore, con lo scopo di favorire l’assimilazione dei concetti teorici presentati.
Programma esteso
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Bibliografia
Y. A. Çengel, “Termodinamica e trasmissione del calore”, McGraw-Hill.
Oppure
M.J. Moran, H.N. Shapiro, B.R. Munson, D.P. DeWitt, “Elementi di Fisica tecnica per l’ingegneria”, McGraw-Hill
Come traccia complessiva, sono disponibili gli appunti del docente.
Metodi didattici
Sia l’inquadramento teorico degli argomenti, sia lo sviluppo di esempi applicativi, verranno svolti in aula, alla lavagna.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento è basata su una prova orale preceduta da un test scritto in cui vengono proposti due problemi numerici e due domande di teoria a risposta aperta. Il superamento della prova scritta costituisce vincolo di ammissione al colloquio, in cui vengono verificate la corretta e completa risposta a domande di teoria.
Durante le prove non è possibile consultare testi, né appunti delle lezioni.
L'esito del test scritto viene comunicato immediatamente dopo la correzione degli elaborati, di norma entro tre giorni, tramite comunicazione inviata via posta elettronica agli studenti iscritti all’appello; il voto finale viene comunicato immediatamente al termine della prova orale prima della sua eventuale registrazione.
La lode viene assegnata nel caso del raggiungimento del massimo punteggio a cui si aggiunga la padronanza del lessico disciplinare.
Durante il periodo di insegnamento sarà svolte una prova intercorso che, se superata, permette di accedere direttamente alla prova orale nella successiva sessione d'esame (gennaio).
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Questo insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile
