ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| FISICA TECNICA | ING-IND/10 | LEZIONI | 60 |
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Introduzione e panoramica del corso, illustrazione modalità esami e riferimenti di bibliografia. Definizione di sistema chiuso e aperto. L'equilibrio termodinamico. Variabili di scambio e di stato. Grandezze intensive ed estensive. Trasformazioni reversibili ed irreversibili.
Pareti adiabatiche e diatermiche, concetto di termostato, Principio zero della termodinamica. Equazione dei "gas perfetti" con R' costante propria di ogni singolo gas. Termometro a gas "perfetto", termocoppie per effetto Seebeck e Termometri a resistenza. Il Primo Principio della Termodinamica per sistemi chiusi. Esempi
Problemi sul I principio della Termodinamica per sistemi chiusi
Lavoro specifico e potenza di pulsione, Lavoro e potenza netta. Il Primo Principio della Termodinamica generalizzato per sistemi aperti. Concetto di stazionarietà. Sistemi AMR (aperti monodimensionali a regime stazionario). Primo principio per sistemi AMR e importanza pratica dell'Entalpia ; esercizi su sistemi AMR e problemi.
Esperienza di Joule-Thomson.
Esempi di riempimento di gas limite di sistema cilindro-pistone.Esempi Sistemi Aperti in Equilibrio Interno (AEI).
Introduzione al Secondo Principio della Termodinamica: il principio delle impossibilità differenza sostanziale tra calore e lavoro. Enunciati di Clausius, di Kelvin-Plank. Enunciato del teorema di Carnot .Rendimento della macchina di Carnot diretta e inversa. Diseguaglianza di Clausius e introduzione della variabile di stato Entropia.
Diseguaglianza di Clausius definizione di entropia e di produzione di entropia il Secondo Principio della termodinamica per sistemi chiusi e aperti. Le equazioni fondamentali della termodinamica.
Ripasso del secondo principio della termodinamica, calcolo della variazione di entropia per un gas limite ed esercizi
Diagramma PV: visualizzazione del lavoro ideale per sistema chiuso e netto per sistema AMR come aree dello stesso. Diagramma di Andrius e P-I e lnP-I dei costruttori di frigoriferi.
Equazione del II principio della Termodinamica per sistemi chiusi, aperti e per sistemi Aperti Monodimensionli a Regime stazionario. I e II Equazione fondamentale della Termodinamica. Diagramma T-S e I-S o di Mollier
Esercitazuioni sul II principio della Termodinamica per sistemi chiusi, aperti e per sistemi Aperti Monodimensionali a Regime stazionario. I e II Equazione fondamentale della Termodinamica. Diagramma T-S e I-S o di Mollier.
Importanza del diagramma di Mollier, generalità sui cicli diretti.
La turbina a vapore ed il ciclo Rankine-Hirn. Lo spillamento.
La turbina a gas ed il ciclo Joule-Brayton
Lo spillamento di vapore e la temperatura media di scambio; risurriscandamento. La turbina a gas ed il ciclo di riferimento Joule-Brayton. Il rendimento funzione delle temperature di inizio e fine compressione; rapporto di compressione che massimizza il lavoro per unita di massa evolvente.
La tecnica del frazionamento: compressioni ed espansioni quasi isoterme. I cicli inversi c.o.p. di pompa di calore e della macchina frigorifera.
Il ciclo inverso umido. Esempi di utilizzo dei cicli frigoriferi.
Il doppio ciclo Frigorifero e il ciclo Gifford-Mc Mahon.
La trasmissione del calore. Postulato di Fourier e dimostrazione dell'Equazione di Fourier. Parete piana con generazione di calore e problemi di pareti e condotti
Introduction and overview of the course, illustration of exam methods and bibliography references. Definition of closed and open system. Thermodynamic equilibrium. Exchange and state variables. Intensive and extensive sizes. Reversible and irreversible transformations.
Clausius inequality definition of entropy and entropy production The Second Law of thermodynamics for closed and open systems. The fundamental equations of thermodynamics.
Review of the second law of thermodynamics, calculation of the entropy variation for a limit gas and exercises
PV diagram: visualization of the ideal work for closed system and net for AMR system as areas of the same. Andrius and P-I and lnP-I diagram of refrigerator manufacturers.
Equation of the SECOND law of Thermodynamics for closed, open systems and for Open One-Dimensional Systems at Zionary Regime. I and II Fundamental Equation of Thermodynamics. T-S and I-S or Mollier diagram.
Exercises on the II principle of Thermodynamics for closed, open systems and for One-dimensional Open Systems at Stationary Regime. I and II Fundamental Equation of Thermodynamics. T-S and I-S or Mollier diagram.
Importance of the Mollier diagram, general information on direct cycles.
The steam turbine and the Rankine-Hirn cycle. The tapping.
The gas turbine and the Joule-Brayton cycle
The tapping of steam and the average exchange temperature; resurrescandation. The gas turbine and the Joule-Brayton reference cycle. The efficiency is a function of the start and end compression temperatures; compression ratio that maximizes the work per unit of involute mass.
The technique of fractionation: compressions and almost isothermal expansions. The inverse c.o.p. cycles of the heat pump and the refrigeration machine.
The wet reverse cycle. Examples of use of refrigeration cycles.
The double cycle Refrigerator and the Cycle Gifford-Mc Mahon.
Heat transmission. Fourier postulate and proof of the Fourier Equation. Flat wall with heat generation and wall and duct problems
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