172SM - TERMODINAMICA E FLUIDODINAMICA 2025
Schema della sezione
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Introduzione alla Termodinamica (TD): Approccio statistico e classico. Sistema TD ed ambiente: Sistemi aperti, chiusi, isolati; coordinate TD, intensive ed estensive; sistemi TD semplici e sistemi idrostatici. Regola delle fasi di Gibbs. Equilibrio TD: pareti adiabatiche e diatermiche. Trasformazioni TD. Principio Zero della TD e temperatura. Termometri; scale Celsius e Kelvin.
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Lezione1 1 File PDF
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Temperatura del termometro a gas perfetto. Dilatazione termica. Trasformazioni TD, reversibili ed irreversibili. Trasformazioni quasistatiche. Piano di Clapeyron. Trasformazioni isocore, isobare, isoterme, adiabatiche, cicliche. Termostati. Equazioni di stato.
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Lezione1 2 File PDF
Errata: a pag. 9 Delta_V = 3 lambda Delta_T
Corrige: Delta_V = 3 V lambda Delta_T -
Errata a pag. 3: beta_S/beta_T=gamma
Corrige: beta_T/beta_S=gamma
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Gas ideale o perfetto. Equazione di stato del gas perfetto. Leggi di Avogadro (I e II), di Boyle, di Charles e di Gay-Lussac. Gas reali: sviluppo del viriale ed Equazione di Van der Waals.
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Lavoro TD. Lavoro di gas ideali in una trasformazione isobara, isocora, isoterma e ciclica. Metodo statistico. Teoria cinetica dei gas perfetti.
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Lezione1 4 File PDF
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Esperimenti di Joule. Sistemi adiabatici. Lavoro adiabatico ed Energia Interna. Calore e Caloria. Primo principio della TD. Trasformazioni cicliche: macchine termiche. Espressioni differenziali del primo principio (partial derivatives for dummies).
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Errata a pag. 3: c = 3/2 N k = 3/2 n R
Corrige: c = 3/2 N/n k = 3/2 R
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Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento. Legge di Fourier. Conducibilità termica. Legge di Stefan e legge di Wien. Potere emissivo. Dewar.
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a pag. 1 Errata: "di Energia A nell'unita' di tempo"
Corrige: "di Energia nell'unita' di tempo" -
Lezione 2 2 File PDF
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2.2.4 Dewar File PDF
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Capacità termica. Calore specifico. Calore molare per i sistemi idrostatici, a pressione costante e a volume costante. Entalpia. Calore latente. Proprietà dei gas ideali: 1) energia interna (espansione di Joule-Thomson); 2) Relazione di Mayer. Relazione generale tra Cp e Cv per un sistema idrostatico.
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Lezione 2 3 File PDF
A pag. 27: errata: T_e = (C_1*T_2+C_2*T_2)/(C_1+C_2)
Corrige: errata: T_e = (C_1*T_1+C_2*T_2)/(C_1+C_2)
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Proprietà dei gas ideali: 3) trasformazioni adiabatiche. 4) trasformazioni politropiche. Aspetti microscopici. Teorema di equipartizione dell'energia. Legge di Doulong e Petit.
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Lezione 2 4 File PDF
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Vi propongo 3 video divulgativi a cavallo tra primo e secondo principio.
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Macchine termiche. Rendimento. Secondo principio della TD: enunciati di Kelvin-Planck e Clausius. Macchine frigorifere. Equivalenza dei due enunciati del II principio. Ciclo di Carnot. Macchina di Carnot. Teorema di Carnot.
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Lezione 3 1 File PDF
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Temperatura assoluta. Osservazioni sul rendimento della macchina di Carnot. Ciclo di Stirling. Ciclo di Otto. Ciclo Diesel.
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Lezione 3 2 File PDF
Pag. 47: Errata: Q = somma con segno di tutti i calori assorbiti/ceduti in un ciclo.
Corrige: Q = somma di tutti i calori assorbiti in un ciclo.
Nota: i calori assorbiti vanno eventualmente compensati parzialmente tenendo conto dei calori ceduti agli stessi serbatoi (esempio nel ciclo di Stirling). -
Nota: questi appunti sui climatizzatori vengono lasciati qui solo come materiale per eventuali approfondimenti personali, ma non rientrano nel programma svolto.
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Teorema di Clausius. Entropia. Principio di aumento dell’entropia. Calcolo della variazione di entropia: Espansione libera, scambi di calore con sorgenti e con serbatoi. Principio di aumento dell'entropia. Esempi.
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Lezione 3 3 File PDF
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3.6.3 E3-9 File PDF
Pag. 2, Fig. 2: Errata: il lavoro entrante e' indicato come delta_W.
Corrige: il lavoro entrante deve essere - delta_W, in quanto nel testo si specifica che delta_W>0
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Entropia e rendimento. Dimostrazione degli enunciati di Kelvin-Planck e Clausius del Secondo principio della TD a partire dal principio di aumento dell’entropia. Traccia di una trasformazione ed Energia degradata, effetto Carnot ed effetto Clausius.
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Lezione 3 4 File PDF
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Trasformazioni nel piano [S,T]. Ciclo di Carnot nel piano [S,T]. Energia interna ed Entropia di sistemi idrostatici. Esempio: gas perfetti.
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Lezione 3 5 File PDF
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Nota: la parte relativa ai gas reali (pagg. 5-9) viene lasciata qui solo come materiale per eventuali approfondimenti personali, ma non rientra nel programma svolto.
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Nota: questi appunti sulle trasformazioni isoentropiche vengono lasciati qui solo come materiale per eventuali approfondimenti personali, ma non rientrano nel programma svolto.
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Trasformazioni irreversibili. Isocore, isoterme ed isobare irreversibili. Trasformazioni adiabatiche irreversibili.
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Gas Reali e Trasformazioni di Fase; Trasformate di Legendre, Potenziali termodinamici, Relazioni di Maxwell.
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Lezione 3 7 File PDF
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[Argomenti rimandati alla fine del Corso: Microstati e macrostati. Relazione tra entropia e microstati. Entropia e probabilità. Terzo principio della TD]. Interdipendenza delle proprietà del gas perfetto. Relazione generale tra c_p e c_v nei sistemi idrostatici.
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Densità assoluta e relativa. Pressione. Sforzo di taglio. Fluidi ideali. Equazione della statica dei fluidi. Legge di Stevino. Principio di Pascal. Torchio idraulico. Pressione atmosferica e sua dipendenza dalla quota.
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Lezione 4 1 File PDF
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Legge di Archimede. Galleggiamento. Misura della pressione: manometri e barometri. Dinamica dei fluidi: descrizione lagrangiana ed euleriana. Linee e tubi di flusso. Equazione di continuità.
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Lezione 4 2 File PDF
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Teorema di Bernoulli. Applicazioni del teorema di Bernoulli: legge di Torricelli, tubo di Venturi, tubo di Pitot.
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Lezione 4 3 File PDF
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Fluidi reali: moto laminare, viscosità, legge di Poiseuille, numero di Reynolds, resistenza del mezzo, velocità limite.
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Lezione 4 4 File PDF
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Pag. 3, Eq. 2: Errata: b=(rhoV-m)/m
Corrige: b=(rhoV-m)g/m ; inoltre, anche nella espressione di v_infinito manca una g. Infine, anziche' indicare con a e b i coefficienti dell'equazione differenziale, e' preferibile indicarli con A e B per evitare confusione (a e' anche il raggio del condotto)
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Fenomeni ondulatori. Onde meccaniche, trasversali e longitudinali. Onde trasversali su una corda. Onde sonore nei fluidi. Onde nei solidi.
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Equazione differenziale delle onde. Onde monocromatiche: ampiezza, fase, velocità di fase, numero d'onda, lunghezza d'onda. Intensità di un'onda.
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Principio di sovrapposizione. Interferenza. Onde stazionarie su corda vibrante. Battimenti e velocità di gruppo.
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Raccolta delle prove scritte assegnate dal prof. Rui, titolare del corso, dall'AA 2021-22 fino all'AA 2024-25.
Le soluzioni non sono disponibili. L'IA risolve comunque correttamente (o quasi) gran parte dei problemi.