IdCL23

Lingua Insegnamento:

Italiano
Testi di riferimento:

Materiale di riferimento:
• Dispensa a cura del docente disponibile sulla piattaforma e-learning.unich;
• Y. A. Cengel, TERMODINAMICA E TRASMISSIONE DEL CALORE, MC GRAW Hill Libri Italia;
• G. Guglielmini, C. Pisoni, ELEMENTI DI TRASMISSIONE DEL CALORE, Editoriale VESCHI;
• Cavallini, L. Mattarolo, TERMODINAMICA APPLICATA, CLEUP Editore;
• F. Kreith, PRINCIPI DI TRASMISSIONE DEL CALORE, Liguori Editore;
• Paolo Vercesi, FISICA TECNICA - ESERCIZI PER LE FACOLTÀ DI ARCHITETTURA, 150 esercizi risolti dedicati ai corsi di Fisica Tecnica delle facoltà di architettura, LAMPI DI STAMPA 2010;
• G. Starace, G, Colangelo, FISICA TECNICA - 120 problemi svolti e proposti, Mc Graw Hill 2012;
• M. A. Corticelli, ELEMENTI DI FISICA TECNICA PER L'INGEGNERIA, Mc Graw Hill, 2011;

Materiale per approfondimenti:
• U. Wienke, ARIA, CALORE, LUCE – IL COMFORT AMBIENTALE NEGLI EDIFICI, DEI, Roma;
• G. Cammarata, Fisica Tecnica Ambientale, McGRaw-Hill 2007;
• M. Spagnolo, Efficienza energetica nella progettazione, dei editrice
2007
Obiettivi formativi:

Il corso si propone di fornire agli studenti una conoscenza approfondita dei principi fondamentali della Termodinamica applicata e della Trasmissione del calore con particolare riferimento a quelli che influenzano il comportamento termo-igrometrico dell'edificio allo scopo di metterli in grado di individuare criticità e possibili soluzioni nelle prestazioni energetiche delle strutture edilizie.
Prerequisiti:

Conoscenza dell'Analisi matematica, in particolare studio di funzioni ad una variabile, metodi di derivazione ed integrazione delle funzioni, soluzione di equazioni differenziali del I ordine, e della Fisica Generale, in particolare l'analisi vettoriale, i principi della meccanica classica e della termodinamica di base.

Propedeuticità: Analisi matematica e Fisica
Metodi didattici:

Il docente tiene lezioni frontali su argomenti teorici cui fanno seguito costantemente esercitazioni di calcolo assistite che consentono una continua autoverifica da parte dello studente del proprio processo di apprendimento. Durante le lezioni e le esercitazioni lo studente viene stimolato alla partecipazione diretta mediante quesiti e richieste di approfondimento inerenti gli argomenti trattati.
Modalità di verifica dell'apprendimento:

La verifica dell'apprendimento verrà effettuata in modalità orale. Sarà richiesta la conoscenza approfondita degli argomenti trattati sia a livello teorico che tramite lo svolgimento di esercizi di calcolo o mediante la soluzione analitica o grafica di problemi, con particolare attenzione a quelli relativi al comportamento termo-igrometrico degli edifici. Speciale enfasi verrà data inoltre alla verifica delle abilità acquisite dagli studenti nell'individuare le procedure più efficaci per l'analisi dei fenomeni, l'individuazione dei problemi e la proposta di soluzioni, sempre con particolare attenzione al tema del comportamento energetico delle strutture edili.
Sostenibilità:
Altre Informazioni:

Il docente svolge attività di ricevimento studenti dal lunedì al venerdì dalle 9.00 alle 13.00. E' consigliabile prenotare un appuntamento via mail all'indirizzo: zazzini@unich.it

Il corso si articola in due parti: la prima imperniata su temi di Termodinamica applicata e Psicrometria e nella seconda di Trasmissione del calore.

Corso di laurea in
“Ingegneria delle Costruzioni” - L 23 - 3° anno

Programma del corso di:

FISICA TECNICA CFU: 6
SSD: ING-IND/11
Prof. Paolo ZAZZINI

Introduzione
Sistemi di unità di misura: grandezze fondamentali e derivate, fattori di conversione, misura delle grandezze fisiche, conversioni tra i vari sistemi di unità di misura.

Termodinamica
Sistemi termodinamici aperti e chiusi, equilibrio termodinamico, proprietà estensive ed intensive, grandezze di stato e di scambio.
Energia totale ed energia interna di un sistema, temperatura, calore specifico, capacità termica di un sistema termodinamico.
Bilanci di massa e di energia, I Principio della Termodinamica per sistemi chiusi e aperti, entalpia di un sistema, diagramma pressione-volume, trasformazioni isobare, isocore, isoterme, adiabatiche, politropiche.
II Principio della Termodinamica: enunciati di Clausius e Kelvin-Planck, cicli termodinamici, il ciclo di Carnot diretto ed inverso, macchine termiche e frigorifere, pompe di calore, cicli termodinamici per la produzione di energia a vapore (ciclo di Rankine) ed a gas (ciclo di Brayton), entropia, diagramma temperatura-entropia.
Sostanze pure, passaggi di stato, proprietà dei vapori e dei liquidi, diagramma pressione-temperatura, punti notevoli, il punto triplo.
I gas ideali: I e II legge di stato, energia interna ed entalpia di un gas ideale; trasformazioni termodinamiche dei gas ideali.
Aria umida: proprietà termodinamiche, diagramma psicrometrico, trasformazioni di riscaldamento e raffreddamento sensibile, umidificazione e deumidificazione, miscelamento adiabatico; temperatura di rugiada, del bulbo bagnato e di saturazione adiabatica, lo psicrometro.

Trasmissione del calore
Meccanismi fondamentali di scambio termico: conduzione, convezione e irraggiamento;
Conduzione termica: postulato di Fourier, conducibilità termica.
Regime stazionario monodimensionale: parete piana, parete cilindrica, conduttanza, conduttanza unitaria, resistenza, resistenza unitaria, andamento delle temperature all’interno di una parete piana e nello spessore di un cilindro cavo; strutture composte: parete piana multistrato, resistenze in serie ed in parallelo, cilindri coassiali, spessore critico dell'isolante.

Convezione termica: legge di Newton, coefficiente medio di scambio termico convettivo, convezione naturale e convezione forzata, moto laminare e moto turbolento, strato limite termico e dinamico, gruppi adimensionali di Nusselt, Reynolds, Prandtl e Grashof.

Irraggiamento termico:
Energia raggiante, il corpo nero, potere emissivo, leggi di emissione del corpo nero di Planck, Stephan-Boltzmann e Wien, il fattore di forma, equazioni scambio termico radiativo per corpi neri, corpi grigi, emissività, equazioni di scambio radiativo per corpi grigi, effetto serra; scambio termico radiativo in cavità tra superfici nere.

Meccanismi combinati di scambio termico per pareti piane multistrato: adduttanza termica, trasmittanza termica e resistenza termica di una parete, andamento termico all’interno di una parete multistrato;
Verifica di condensa superficiale, verifica di condensa interstiziale, metodo di Glaser.