00430 - FISICA TECNICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente è in grado: - Conoscere i sistemi di conversione e di controllo dell'energia, - Conoscere i principi basilari della termodinamica, - Sapere eseguire bilanci di energia per i processi piu elementari di interesse tecnologico.

Contenuti

• Termodinamica applicata (circa 15 ore)
  • Termodinamica applicata ai sistemi chiusi: definizione di sistema e ambiente, sistema chiuso, sistema aperto, sistema isolato, proprietà e stato, processo e ciclo, stato di equilibrio termodinamico, equilibrio termico, scale di temperatura, proprietà estensive, intensive, specifiche, definizione di lavoro e calore, primo principio della termodinamica, processo adiabatico, entalpia, esempi ed esercizi.
  • Termodinamica applicata ai sistemi aperti: volume di controllo, energia di una massa di fluido in moto, bilancio di energia per sistemi aperti in stato stazionario, esempi: caldaia e condensatore, turbina e compressore, valvole, ugelli, esercizi.
  • Sistemi termodinamici monocomponente: definizione di fase, regola delle fasi ed esempi, capacità termica specifica a volume costante, capacità termica specifica a pressione costante, equazione di stato dei gas perfetti, legge di Joule, esperimento di Joule, entalpia specifica di un gas perfetto, esempi ed esercizi.
  • Miscele di gas perfetti: legge di Dalton, aria umida, umidità assoluta e umidità relativa dell’aria, entalpia dell’aria umida, temperatura di rugiada, temperatura di bulbo secco e di bulbo umido, diagramma psicrometrico, esempi ed esercizi.
• Meccanica dei fluidi (circa 9 ore)
  • Fluidostatica: pressione, principio di Pascal, legge di Stevino e conseguenze, manometro a U, principio di Archimede, esempi ed esercizi.
  • Fluidodinamica: portata in volume e portata in massa, equazione di continuità, equazione di Bernoulli e applicazioni, fluidi reali e viscosità, numero di Reynolds, moto laminare e moto turbolento, perdite di carico distribuite e concentrate, diagramma di Moody, esempi ed esercizi.
• Trasmissione del calore (circa 12 ore)
  
  • Conduzione: conducibilità termica, potenza termica e densità di flusso termico, legge di Fourier, resistenza termica per conduzione, resistenze termiche in serie e in parallelo, esempi ed esercizi.
  • Convezione: convezione forzata, naturale e mista, potenza termica e coefficiente di convezione, numero di Nusselt, resistenza termica per convezione, esempi ed esercizi.
  • Irraggiamento termico: corpo opaco, trasparente e nero, potenza termica ed emissività, esempi ed esercizi.

Verso il termine del corso è prevista una visita al laboratorio di Fisica Tecnica del Dipartimento di Ingegneria Industriale (via Terracini 34, Bologna), dotato di attrezzature qualificate per la misura della temperatura, della pressione e della velocità nei fluidi.

Testi/Bibliografia

• Dispense del docente (slides). Le dispense contengono tutti gli elementi di teoria e gli esercizi necessari al superamento del corso. Gli studenti sono invitati a scaricare le dispense dal sito https://iol.unibo.it/utilizzando le proprie credenziali istituzionali di Ateneo. Sul sito sono anche scaricabili esempi di domande e di prove d’esame.

  Per un eventuale approfondimento:

• Y. A. Çengel, Termodinamica e Trasmissione del Calore, McGraw Hill, 2016
• S. Lazzari, B. Pulvirenti, E. Rossi di Schio, Esercizi Risolti di Termodinamica, Moto dei Fluidi e Termocinetica, Progetto Leonardo, 2006

Metodi didattici

Il corso si basa su lezioni alla lavagna e proiezione di slides, sia per l’esposizione dei contenuti teorici che per lo svolgimento degli esercizi.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento prevede la consegna di una tesina di approfondimento su un argomento del corso e lo svolgimento di una prova scritta.

La tesina di approfondimento è svolta a piccoli gruppi di studenti e viene concordata a lezione con la docente.

Durante la prova scritta, lo studente deve dimostrare di saper rispondere a domande teoriche e saper risolvere semplici esercizi analoghi a quelli svolti a lezione.

La prova scritta contiene 3 quesiti a risposta aperta: 2 domande teoriche + 1 esercizio. Ciascuno dei 3 quesiti verte su una diversa macro-area dell’attività formativa (Termodinamica applicata, Meccanica dei fluidi, Trasmissione del calore) e pesa 1/3 nella determinazione del voto.

Per lo svolgimento della prova vengono assegnati 60 minuti. Durante lo svolgimento è richiesto l’uso di una calcolatrice.

Sul sito https://iol.unibo.it/ sono scaricabili esempi di domande e di prove d’esame.

Lo studente può consultare l’elenco degli appelli d’esame ed iscriversi sul sito AlmaEsami https://almaesami.unibo.it/

Il voto della prova scritta può risultare: non sufficiente (respinto) se il punteggio è inferiore a 18; sufficiente se il punteggio è compreso fra 18 e 30; 30 e lode se lo studente ha risposto correttamente a tutte le domande.

Il voto risultante dalla prova scritta viene aumentato dei punti ottenuti nella tesina di approfondimento (da un minimo di 0 a un massimo di 2 punti) solo se il voto della prova scritta risulta almeno 18.

Ad esempio, se il voto risultante dalla prova scritta è 26 e i punti ottenuti tramite la tesina sono 2, il voto finale di Fisica Tecnica è 28.

Lo studente può sostenere nuovamente la prova scritta se il voto conseguito non lo soddisfa, ma ogni volta che si presenta ad un nuovo appello il voto ottenuto in precedenza perde ogni valore, cioè viene considerato il voto più recente. Anche in caso di ritiro durante la prova d’esame viene considerato il voto più recente: in questo caso il voto risulterebbe «respinto».

I punti ottenuti con la tesina di approfondimento rimangono invece validi.

Il voto finale del corso integrato FISICA (C.I.) è dato dalla media aritmetica delle votazioni maturate nelle prove di Fisica Applicata e Fisica Tecnica.

Quando lo studente ha superato sia la prova di Fisica Applicata che la prova di Fisica Tecnica ed è pronto a verbalizzare il voto del corso integrato FISICA (C.I.), deve seguire le seguenti istruzioni.

Lo studente si iscrive sul sito AlmaEsami https://almaesami.unibo.it/ ad un “appello verbalizzante”, dedicato solamente alla verbalizzazione e a cui non è necessario che lo studente si presenti di persona. Sarà previsto un appello verbalizzante al termine di ciascuna sessione di esami.

Al momento dell’appello verbalizzante, la docente inserirà su AlmaEsami il voto conseguito per il corso integrato FISICA (C.I.) (media dei voti di Fisica Applicata e Fisica Tecnica).

Entro 2 giorni dalla data dell’appello verbalizzante, lo studente invia dalla propria casella di posta istituzionale (.....@studio.unibo.it) una mail alla docente in cui conferma esplicitamente di accettare il voto conseguito.

A questo punto la docente potrà verbalizzare il voto.

Strumenti a supporto della didattica

Utilizzo della lavagna e presentazioni con ausilio del pc. Esposizione di contenuti teorici e svolgimento di esercizi. Il materiale didattico è a disposizione sul sito https://iol.unibo.it/

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Claudia Naldi