OBIETTIVI FORMATIVI

Lo scopo del corso è la formazione di un soggetto in grado di analizzare e risolvere semplici problemi nei diversi campi della fisica tecnica (termodinamica applicata, trasmissione del calore, acustica e illuminotecnica), favorendo contemporaneamente l’acquisizione di un adeguato linguaggio tecnico-scientifico.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Scopo del corso è quello tendere alla formazione di un soggetto in grado di affrontare semplici calcoli relativi a problemi di termodinamica, analisi energetica dei sistemi e scambio termico, favorendo contemporaneamente l’acquisizione di un adeguato linguaggio tecnico-scientifico quale strumento indispensabile sia alla comprensione di documentazioni tecniche sia al dialogo con i diversi attori del processo di progettazione e costruzione delle imbarcazioni da diporto.
Preliminare e indispensabile allo studio dei fenomeni fisici è la dimestichezza con le grandezze fisiche della meccanica e le relative unità di misura: al richiamo delle stesse viene infatti dedicata la parte introduttiva del corso.
Il corso affronta quindi i principali temi della termodinamica tecnica, mediante l'analisi dei sistemi termodinamici e degli scambi energetici che li caratterizzano.
Di seguito si passa allo studio dei principali meccanismi di scambio termico, conduzione, convezione e irraggiamento.
Con lo scopo di favorire un'adeguata comprensione critica dei fenomeni, sono anche previste esercitazioni numeriche finalizzate alla risoluzione di semplici problemi.

PREREQUISITI

Sono necessarie per affrontare efficacemente i contenuti dell’insegnamento le seguenti conoscenze matematiche di base.

• Calcolo di aree e volumi di geometrie semplici.
• Funzioni: retta, modulo, parabola, iperbole, logaritmo, esponenziale, funzioni trigonometriche (seno, coseno, tangente e relative funzioni inverse).
• Risoluzione di equazioni e di primo e secondo grado, di equazioni con logaritmi e funzioni trigonometriche.
• Disequazioni semplici.
• Significato di passaggio al limite.
• Calcolo differenziale di una variabile reale: interpretazione geometrica del concetto di derivata ed integrale, calcolo di derivate e primitive di funzioni semplici.
• Equazioni differenziali ordinarie alle variabili separabili del primo e del secondo ordine.

Per poter affrontare la risoluzione di semplici problemi numerici è inoltre necessaria una adeguata dimestichezza nell'uso di una calcolatrice scientifica.

MODALITA' DIDATTICHE

La didattica viene svolta alternando lezioni teoriche ad esercitazioni pratiche/numeriche.

PROGRAMMA/CONTENUTO

I principali argomenti trattati sono i seguenti.

RICHIAMI DI FISICA GENERALE: meccanica, statica dei fluidi, cenni di elettricità.

TERMODINAMICA TECNICA: sistemi termodinamici, temperatura, calore, lavoro meccanico, primo principio della termodinamica per sistemi chiusi e aperti, cenni sul secondo principio della termodinamica, proprietà termodinamiche delle sostanze pure, dinamica dei fluidi.

TRASMISSIONE DEL CALORE: conduzione, convezione, irraggiamento, meccanismi combinati di scambio termico.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Bergero S., Chiari A., Appunti di termodinamica, Aracne editrice, 2007.
Bergero S., Chiari A., Appunti di trasmissione del calore, Aracne editrice, 2012.
Bergero S., Cavalletti P., Chiari A., Problemi di Fisica Tecnica, Dario Flaccovio, 2014.

Nell'aulaweb del corso viene messo a disposizione degli studenti ulteriore materiale didattico necessario, tra cui le dispense per l'argomento "Richiami di fisica generale", la bibliografia di riferimento completa, esercizi proposti e risolti, testi di esami passati, ecc.).