PRESENTAZIONE

L'insegnamento si propone di fornire le conoscenze di base necessarie alla comprensione delle principali applicazioni della fisica tecnica all’ingegneria meccanica. Dopo l’introduzione ai principi della termodinamica dei sistemi energetici, viene affrontato lo studio dei cicli diretti ed inversi, della trasmissione del calore e delle principali problematiche legate al comfort termoigrometrico e alla climatizzazione ambientale; infine vengono presentati i fondamenti dell’energetica.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Obiettivi formativi

Attraverso i contenuti dell'insegnamento, lo studente è in grado di analizzare e risolvere semplici problemi nei diversi campi della fisica tecnica: termodinamica applicata, trasmissione del calore, comfort e climatizzazione ambientale.

Le lezioni e le attività mirano contemporaneamente a

• favorire l’acquisizione di una conoscenza critica dei temi o casi studio proposti e dei relativi fenomeni fisici,
• sostenere lo studente nell’acquisizione di un adeguato linguaggio tecnico-scientifico, quale strumento indispensabile sia alla comprensione di documentazioni tecniche sia al dialogo con i diversi attori dell’ingegneria meccanica.

Risultati di apprendimento

Al termine dell'insegnamento gli studenti dovranno

• ricordare le principali grandezze/proprietà termofisiche con le relative unità di misura,
• essere in grado di identificare con precisione il significato fisico dei termini che costituisco le espressioni matematiche delle relazioni/principi fisici, con particolare attenzione all’analisi dimensionale,
• essere in grado di interpretare correttamente un testo proposto, sapendo discutere l’applicazione o il caso studio presentato,
• essere in grado di risolvere semplici problemi numerici,
• avere una consapevolezza chiara dei fenomeni fisici trattati e delle relative implicazioni tecniche,
• avere acquisito un adeguato linguaggio tecnico-scientifico, che tenda a non lasciare ambiguità nell’interpretazione di quanto esposto.

Inoltre, quale auspicabile risultato più avanzato, gli studenti potranno anche acquisire una consapevolezza della materia tale da essere in grado di

• analizzare problemi più complessi relativi ad applicazioni fisico-tecniche nell’ambito dell’ingegneria meccanica,
• studiare soluzioni progettuali articolate inerenti al comfort termoigrometrico e agli impianti di climatizzazione.

PREREQUISITI

Per affrontare efficacemente i contenuti dell’insegnamento sono necessarie 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.
• Per la comprensione critica dei fenomeni fisici trattati è inoltre auspicabile la padronanza dei seguenti contenuti dell’analisi matematica.
• Significato di passaggio al limite.
• Calcolo differenziale in una variabile reale: interpretazione geometrica dei concetti di derivata ed integrale, calcolo di derivate e primitive di funzioni semplici.
• Equazioni differenziali ordinarie alle variabili separabili del primo e del secondo ordine.
• Risulta infine indispensabile la conoscenza della fisica generale, con particolare riferimento ai principali argomenti della meccanica.
• Unità di misura, grandezze scalari e vettoriali.
• Cinematica: spostamento, velocità, accelerazione. Moti rettilinei uniforme e uniformemente accelerato. Moto circolare uniforme.
• Dinamica: leggi fondamentali della dinamica, concetto di lavoro, energia cinetica e potenziale, potenza meccanica. Principio di conservazione dell'energia meccanica.
• Per poter affrontare la risoluzione di semplici problemi numerici è inoltre necessaria una adeguata dimestichezza nell'uso di una calcolatrice scientifica.

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento è svolto in lingua italiana con modalità didattica prevalentemente tradizionale, alternando lezioni frontali ad esercitazioni numeriche.
Alcuni argomenti sono svolti secondo le modalità didattiche previste dal TBL (Team Based Learning), strategia didattica basata sullo studio indipendente e sull’apprendimento collaborativo. Prima della lezione, vengono assegnati i contenuti didattici per lo studio autonomo e sugli stessi contenuti vengono poi effettuate in aula attività individuali e di gruppo volte ad applicare e verificare le conoscenze acquisite (test a riposta multipla con feedback immediato, da risolvere individualmente o in gruppo, problemi pratici da analizzare e risolvere anche numericamente). Tutte le attività individuali e di gruppo sono soggette a valutazione.

PROGRAMMA/CONTENUTO

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 dell'insegnamento
L'insegnamento affronta quindi i principali temi della termodinamica tecnica, accennando all'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. Infine vengono introdotte le basi della termoigrometria finalizzate all’analisi delle condizioni di comfort ambientale e preliminari allo studio degli impianti di climatizzazione. Infne vengono presentati i fodamenti dell’energetica.

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., Chiari A., Appunti di termoigrometria e impianti, Aracne editrice, 2015.
Bergero S., Cavalletti P., Chiari A., Problemi di Fisica Tecnica, Dario Flaccovio, 2014

G. Guglielmini e C. Pisoni, Elementi di Trasmissione del Calore, Ed.Veschi, 1990
G. Guglielmini, E. Nannei e C. Pisoni, Problemi di Termodinamica Tecnica e Trasmissione del Calore, Ed. Ecig, 1985

Tutti i libri sono disponibili in biblioteca; gli stessi sono facilmente acquistabili sui principali siti internet e sono disponibili anche in formato elettronico.

In Aula Web viene messo a disposizione degli studenti l’ulteriore materiale didattico necessario, la bibliografia di riferimento completa, esercizi proposti e risolti, testi di esami relaviti all'insegnamento.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

GUGLIELMO LOMONACO (Presidente)

FRANCESCO DEVIA

GIOVANNI TANDA

ANNA CHIARI (Presidente Supplente)

ANNALISA MARCHITTO (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/8784/p/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile all'indirizzo EasyAcademy.

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame consiste in una prova scritta e una prova orale sull’intero programma del corso.
La prova scritta verte sulla risoluzione numerica di problemi relativi alle principali tematiche trattate. La prova orale è rivolta ad accertare la conoscenza teorica delle stesse e soprattutto la comprensione critica delle problematiche affrontate.

Nel calendario ufficiale vengono riportate solo le date delle prove scritte.
La data della prova orale viene comunicata al termine della prova scritta.
La prova orale si svolge generalmente nella settimana successiva a quella della prova scritta.

L'accesso alla prova orale è ammesso previo superamento della prova scritta.
In caso di non superamento della prova orale la prova scritta non è più considerata valida.

Durante la prova scritta è consentito l'uso unicamente della calcolatrice, delle tabelle fornite e di un formulario. Quest’ultimo è prodotto in modo autonomo dallo studente e approvato dal docente nei giorni precedenti la prova scritta: l’estensione massima è di un foglio formato A4 compilato fronte e retro. Non è concesso l'utilizzo di altri appunti o libri.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Modalità di accertamento

Alla valutazione finale concorre sia la valutazione dell’esame finale sia la valutazione delle attività individuali e di gruppo svolte in itinere.
Il punteggio finale è la somma del punteggio conseguito durante l’esame finale e del punteggio relativo alle stesse attività, entrambi espressi in trentesimi.
Per tutte le prove, la modalità di valutazione tiene conto di quanto specificato nei risultati di apprendimento.

Valutazione dell’esame finale

L’esame finale consiste in una prova scritta e una prova orale: a quest’ultima possono accedere solo gli studenti che hanno sostenuto la prova scritta con esito positivo.
Il punteggio conseguito nella prova scritta non incide sul punteggio finale ma definisce unicamente il superamento o meno della soglia stabilita per il passaggio alla prova orale. La prova scritta è superata conseguendo un punteggio ≥5.5/10 o ≥4.5/8.
La votazione dell’esame finale, espressa in trentesimi, viene stabilita unicamente sulla base della valutazione della prova orale.
Di fatto l’esame finale è da considerarsi come un’unica attività: qualora la prova orale non venga superata, la prova scritta non sarà più considerata valida.

Valutazione delle attività individuali e di gruppo (TBL)

La valutazione di tutte le prove TBL individuali e di gruppo svolte durante il corso concorre all’acquisizione di un punteggio massimo complessivo di tre trentesimi, che potrà essere ridotto in relazione al numero di ore dedicato a dette attività.

ALTRE INFORMAZIONI

Tutte le informazioni relative al corso (orario di ricevimento studenti, comunicazioni del docente, materiale didattico, ecc.) sono reperibili e costantemente aggiornate su AulaWeb.