FISICA TECNICA - Definizioni e concetti preliminari

Espressione di dU per i gas perfetti

La variazione di energia interna è pari al calore scambiato a volume costante.

Def. di entalpia → dimostrare: che H per un gas perfetto dipende solo da T

La variazione di entalpia è uguale al calore scambiato a pressione costante.

Espressione di dH per un gas perfetto.

Per un gas perfetto c_p-c_v=R.

Motivare i valori di c_p e c_v per gas perfetti monoatomici, biatomici, triatomici.

Secondo principio della termodinamica: enunciati di Kelvin, di Clausius ed equivalenza dei due enunciati.

Def. della funzione di stato entropia ed enunciato del II principio, con esempi di sorgenti di irreversibilità.

Ricavare le espressioni della variazione di entropia tra due stati per gas perfetti. Variazioni di entropia nei solidi e nei liquidi.

Trasformazioni isoentropiche.

Definizione di politropica e sua espressione.

Lavoro per una politropica

Passaggio di fase e diagrammi che lo descrivono (in particolare diagramma PT)

Def. di titolo e ricavare regola della leva per v.

Perché le curve limite formano una campana?

Diagramma Pv, diagramma Ts e trasformazioni. Coefficiente angolare delle isobare su Ts.

Sistemi aperti: def. di volume di controllo, stazionario, transitorio, uniforme, portata massica e volumica. Equazione di continuità.

Equazione di conservazione dell'energia per i sistemi aperti. Def. di lavoro di pulsione. Applicazione a diversi organi di macchina.

Bilancio antropico.

Isoentalpica di Joule Thomson

Espressione del lavoro in un sistema chiuso ed in un sistema aperto (esempio del compressore alternativo).

Lavoro in una pompa.

Compressione in due stadi.

Rendimento isoentropico.

Ciclo di Carnot ideale, reale e def. di rendimento

Teorema di Carnot e corollario. Def. di rendimento di II principio.

Ciclo di Carnot inverso (ideale e reale): cicli frigo e pompe di calore.

Def. di COP e consumo meccanico specifico e loro espressioni per cicli di Carnot.

Ciclo Rankine con e senza risurriscaldamento.

Rigenerazione nel ciclo Rankine e dimostrazione che il rendimento aumenta.

Ciclo Joule-Brayton, espressione del rendimento.

Criteri di progetto.

Rigenerazione nel ciclo Joule-Brayton

Ciclo frigo e diagramma Ph. Varie soluzioni impiantistiche.

Postulato ed equazione di Fourier.

Metodo delle resistenze termiche.

Ricavare espressione di T per cilindro cavo senza generazione di potenza e T di parete imposte. (simmetria cilindrica)

Ricavare espressione di T per cilindro pieno con generazione di potenza. (simmetria cilindrica)

Raggio critico

Problema del corpo con Bi<<1 immerso in un fluido (T dipende dal tempo).

Definizione di radianza spettrale direzionale, potere emissivo spettrale e potere emissivo totale.

Def. delle proprietà di un corpo nero.

Legge di Plank e legge di Wien.

Legge di Stefan-Boltzmann.

Def. di emissività e corpo grigio

Coefficienti di trasmissione, riflessione e assorbimento

Legge di Kirchhoff

Irraggiamento tra parete nera e grigia affacciate.

Def. di fattore di vista.

Regola della reciprocità e della somma per il fattore di vista.

Convezione forzata: n. di Nusselt, Raynolds, Prandtl.

Def. di viscosità dinamica e cinematica

Convezione forzata su lastra piana: def. di strato limite e relazioni semiempiriche per lo scambio termico.

Convezione dentro i tubi. Calcolo di T a q_s costante.

Calcolo di T a T_s costante.

Convezione naturale: fenomenologia, condizioni necessarie, numero di Rayleigh, esempi.