31392 - TERMODINAMICA APPLICATA T

Anno Accademico 2017/2018

  • Docente: Enzo Zanchini
  • Crediti formativi: 6
  • SSD: ING-IND/10
  • Lingua di insegnamento: Italiano
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
  • Campus: Bologna
  • Corso: Laurea in Ingegneria energetica (cod. 0924)

Conoscenze e abilità da conseguire

Conoscenze sui fondamenti della termodinamica, sulle proprietà termodinamiche di sistemi fluidi in stati monofasici o bifasici, sui principali cicli termodinamici.

Contenuti

Fondamenti della termodinamica

Introduzione e cenno storico. Definizioni basilari. Principio zero e temperatura empirica. Primo principio e definizione della proprietà energia. Interazione di tipo calore. Bilancio di energia per un sistema chiuso. Schematizzazione dei processi, serbatoio termico. Secondo principio: enunciati di Kelvin-Planck e di Clausius. Definizione della proprietà temperatura termodinamica. Disuguaglianza di Clausius. Definizione della proprietà entropia. Principio di non diminuzione dell'entropia. Principio della massima entropia. Flusso e produzione di entropia. Sistema semplice. Energia interna. Relazione fondamentale. Equazione di Gibbs. Regola delle fasi. Sistemi semplici chiusi: entalpia, capacità termiche specifiche, energia libera di Helmholtz, energia libera di Gibbs, relazioni di Maxwell. Motrici termiche e macchine frigorifere fra due serbatoi.

 

Bilanci di energia e di entropia per un volume di controllo

Sistema quasi-semplice in moto. Ipotesi dell'equilibrio termodinamico locale. Bilanci di energia e di entropia per un volume di controllo.  Bilancio combinato e flow availability. Esempi applicativi.

 

Sistemi semplici monocomponenti

Equazione di stato e diagrammi [p,T], [p,v]. Gas ideali: equazione di stato e deduzione della legge di Joule; variazioni di energia interna, entalpia ed entropia; valori delle capacità termiche specifiche. Cenno alle proprietà dei liquidi. Proprietà dei vapori saturi. Equazione di Clapeyron. Proprietà dei vapori surriscaldati e dei gas reali. Diagrammi termodinamici [T,s], [h,s] e [p,h].

 

Sistemi semplici multicomponenti

Proprietà delle miscele di gas ideali. Entropia di mescolamento. Miscele di aria e vapore d'acqua: titolo e grado igrometrico, diagramma [j,x], mescolamento di correnti di aria umida, diagramma psicrometrico.

 

Cicli termodinamici

Ciclo Rankine. Ciclo frigorifero a compressione.

Testi/Bibliografia

1) E. ZANCHINI: “Dispensa per l'insegnamento Termodinamica Applicata L, CdL Ingegneria Energetica”. La dispensa è disponibile presso la Biblioteca della Facoltà di Ingegneria.

2) S. LAZZARI, B. PULVIRENTI, E. ROSSI DI SCHIO: “Esercizi risolti di Termodinamica, Moto dei Fluidi e Termocinetica” (Esculapio, Bologna, 2006)

Metodi didattici

Lezioni teoriche in aula con l'ausilio di videoproiettore o lavagna luminosa; esercitazioni pratiche in aula; discussioni collettive in aula; misure eseguite in laboratorio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento consiste in un esame orale, che comprende una domanda di teoria e lo svolgimento di un esercizio.

L'esame orale può essere sostituito da una prova scritta (facoltativa) che si svolge pochi giorni dopo il termine delle lezioni.

Strumenti a supporto della didattica

Strumenti audiovisivi; laboratorio di Termofluidodinamica del Dipartimento DIENCA, Via Terracini 34

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Enzo Zanchini