Programma:

Concetti fondamentali della termodinamica
La termodinamica e l'energia. Le grandezze fisiche e le unità di misura. Sistemi chiusi e i sistemi aperti. Le forme di energia. Le proprietà di un sistema termodinamico. Lo stato e l'equilibrio. Le trasformazioni e i cicli termodinamici. Il postulato di stato. La pressione. La temperatura e il principio zero della termodinamica.

Le proprietà delle sostanze pure
Le sostanze pure. Le fasi di una sostanza pura. I cambiamenti di fase delle sostanze pure. Diagrammi di stato per trasformazioni con cambiamento di fase. La superficie p-v-T. Le tabelle delle proprietà. L'equazione di stato dei gas perfetti. Il fattore di compressibilità. Le altre equazioni di stato.

Il primo principio della termodinamica per i sistemi chiusi
Introduzione al primo principio della termodinamica. La trasmissione di calore. Il lavoro. Le forme meccaniche del lavoro. Il primo principio della termodinamica. I calori specifici. Energia interna, entalpia e calori specifici dei gas perfetti. Energia interna, entalpia e calori specifici.

Il primo principio della termodinamica per i sistemi aperti
L'analisi termodinamica dei volumi di controllo. I processi a flusso stazionario. Alcuni dispositivi a flusso stazionario.

Il secondo principio della termodinamica
Introduzione al secondo principio della termodinamica. I serbatoi di energia termica. I motori termici. Macchine frigorifere e pompe di calore. Le macchine a moto perpetuo. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Il ciclo di Camot. I teoremi di Carnot. La scala terrnodinarnica di temperatura. Il motore termico di Carnot. La macchina frigorifera e la pompa di calore di Camot.

L'entropia
La disuguaglianza di Clausius. Entropia. Il principio dell'aumento dell'entropia. Il bilancio di entropia. Il diagramma T-s. La valutazione della variazione di entropia. La variazione di entropia dei gas perfetti. Il lavoro per trasformazioni reversibili in condizioni di flusso stazionario.

I cicli diretti e cicli inversi
Considerazioni fondamentali nell'analisi dei cicli diretti. Il ciclo di Carnot come ciclo di confronto. I cicli ad aria standard. Descrizione dei motori alternativi. Il ciclo Otto. Il ciclo Diesel. Il ciclo Brayton. Il ciclo ideale della propulsione a getto. Il ciclo di Carnot a vapore. Il ciclo Rankine. Il ciclo Rankine con risurriscaldamento. Macchine frigorifere e pompe di calore. Il ciclo inverso di Carnot. Le pompe di calore.

Miscele gas-vapore e condizionamento dell’aria
Aria secca e aria atmosferica. Umidità assoluta e umidità relativa. La temperatura di rugiada. La temperatura di saturazione adiabatica e la temperatura di bulbo umido. li diagramma psicometrico. Il benessere termoigrometrico e il condizionamento dell'aria. Trasformazioni per il condizionamento dell'aria.

La conduzione termica in regime stazionario
La termodinamica e la trasmissione del calore. Le modalità di trasmissione del calore. La conducibilità termica. La conduzione termica stazionaria nelle pareti piane. Le reti di resistenze termiche. La conduzione termica in cilindri e sfere. Il raggio critico di isolamento. La generazione di calore in un corpo solido. La trasmissione di calore nelle configurazioni comuni.

La convezione forzata
Il fenomeno fisico della convezione forzata. Lo strato limite di velocità. Lo strato limite termico. Il flusso su piastra piana.

La convezione naturale
Il fenomeno fisico della convezione naturale. La convezione naturale su superfici. La convezione naturale all'interno di cavità. La convezione naturale su superfici alettate. La convezione naturale e la convezione forzata.

La trasmissione di calore per irraggiamento
La radiazione termica. La radiazione di corpo nero. Le proprietà radiative. La radiazione solare e atmosferica. Il fattore di vista. La trasmissione di calore per irraggiamento: superfici nere. La trasmissione di calore per irraggiamento: superfici grigie e diffondenti. Gli schermi di radiazione e l'influenza dell'irraggiamento.

Cenni di acustica

Cenni di illuminotecnica

Testi di riferimento:

· Yunus A. †engel, “Termodinamica e Trasmissione del Calore”, McGraw-Hill, 1998.

Testi di approfondimento
· A. Cavallini, L. Mattarolo: “Termodinamica Applicata”, CLEUP, Padova.
· C. Bonacina, A. Cavallini, L. Mattarolo: “Trasmissione del Calore”, CLEUP, Padova.
· G. Ruffino: “Termodinamica”, Università di Roma.
· C. Baroncini, M. Pacetti: “Termodinamica dell’Aria Umida”, CLUA, Ancona.

Modalità di svolgimento del corso e dell’esame:

· Esame orale.