- 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