OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso fornisce una panoramica sui differenti aspetti della Fisica Tecnica, con l’obiettivo di permettere allo studente di procedere per macro dimensionamenti alla comprensione delle problematiche disciplinari, sviluppando un percorso didattico applicato a specifici e concreti problemi di design. Vengono affrontati i problemi connessi agli scambi termici, all'igrometria e vengono dati elementi sulle sorgenti luminose e sull'illuminamento artificiale.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al temine dell’insegnamento, lo studente dovrà:

• conoscere il significato e l’unità di misura delle principali grandezze fisico-tecniche;
• saper descrivere e studiare le trasformazioni di un sistema termodinamico;
• aver compreso le leggi fondamentali della dinamica, della termodinamica, della meccanica dei fluidi, della trasmissione del calore;
• saper effettuare una analisi di massima dei fenomeni termofluidodinamici; 
• risolvere problemi semplici di analisi energetica dei sistemi, di cinematica e dinamica del punto materiale, di moto dei fluidi, di trasmissione del calore per conduzione, convezione e/o irraggiamento.

PREREQUISITI

Lo studente dovrà avere assimilato e fatto propri i principali argomenti e gli strumenti forniti dagli insegnamenti di Matematica.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento si compone di lezioni teoriche, nelle quali vengono introdotti gli argomenti, e di successive esercitazioni nelle quali vengono approfonditi e risolti alcuni problemi.

La partecipazione alle lezione non è obbligatoria, ma fortemente consigliata con la massima frequenza possibile per massimizzare la resa dell’insegnamento e agevolare l'apprendimento da parte degli studenti.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Meccanica
Sistema Internazionale di unità di misura – Grandezze scalari e vettoriali – Velocità e accelerazione – Principali tipi di moto di un punto materiale – Leggi della dinamica – Attrito – Lavoro – Energia cinetica – Energia potenziale – Principio di conservazione dell’energia meccanica – Statica dei fluidi – Principio di Pascal – Legge di Stevino –Principio di Archimede – Regime laminare e turbolento – Equazione di continuità – Equazione di Bernoulli – Perdite di carico distribuite e concentrate – Fattore di attrito – Diagramma di Moody –  Pompe e ventilatori.
     
Termodinamica
Generalità e definizioni – Sistemi chiusi ed aperti: primo principio – Processi a volume costante e a pressione costante – Gas ideali – Sostanze pure – Equazione di stato e diagramma (p,v) – Cenni sul secondo principio – Aria umida (cenni) - Diagramma psicrometrico (cenni).
    
Trasmissione del Calore
Meccanismi di scambio termico: generalità – Conduzione – Legge di Fourier – Casi semplici di conduzione stazionaria in geometria piana e cilindrica – Resistenza termica – Resistenze termiche in serie e in parallelo – Convezione – Distinzione fra convezione forzata, naturale e mista – Legge di Newton – Coefficiente di convezione e numero di Nusselt – Correlazioni per il calcolo del numero di Nusselt (cenni) – Irraggiamento: generalità e grandezze principali – Corpo nero e corpo grigio – Leggi dell’irraggiamento – Scambio termico per irraggiamento tra corpi: fattori di vista – Effetto serra – Contemporanea presenza di più modalità di scambio termico – Trasmittanza. 

Cenni di illuminotecnica: sorgenti luminose e illuminamento artificiale.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Per lo studio autonomo e l’approfondimento di particolari argomenti, si consigliano i seguenti testi:

• Çengel Y. A., Cimbala J.M., Turner R.H., Elementi di fisica tecnica, McGraw-Hill, 2017.
• 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. 100 esercizi risolti e ragionati, Dario Flaccovio Editore, 2014.
• Resnick R., Halliday D., Walker J., Fondamenti di fisica. Meccanica, termologia, elettrologia, magnetismo, ottica. Casa Editrice Ambrosiana, Sesta Edizione, 2006.
• Cammarata G., Fisica tecnica ambientale, McGraw-Hill, 2007.
• Lazzari S., Pulvirenti B., Rossi di Schio E., Esercizi risolti di Termodinamica, Moto dei Fluidi e Termocinetica per i nuovi corsi di laurea in Ingegneria, Esculapio, Seconda Edizione, 2006.