Prova scritta di Fisica Tecnica -
28.01.2002
(Ing. Meccanica, Navale, Elettrica, dei
Materiali, Elettronica, Civile, Edile ed Ambientale)
……………………….. .……………………….. …………………..……
NOME e COGNOME CORSO di LAUREA Voto
Esercizio 1
Una pompa di calore deve fornire un flusso termico = 12 kW per mantenere
un locale alla temperatura t1 = 24 °C
quando la temperatura della sorgente gratuita è pari a t2 = 10 °C.
Determinare:
1. Il massimo
coefficiente di effetto utile nelle condizioni
indicate;
Esercizio 2
Una parete piana, avente conducibilità termica k e spessore L, ha una superficie (x
= 0) mantenuta a temperatura costante T0,
ed esposta a radiazione di microonde.
Tale radiazione dà
origine ad un riscaldamento (generazione) di tipo volumetrico, il cui andamento
è dato dalla relazione:
dove [W/m3] è
una costante.
L’altra superficie (x = L) della parete è perfettamente
isolata.
Determinare la distribuzione di temperatura T(x) all’interno
della parete.
Soluzioni
Esercizio 1
T1 = t1 + 273.15 = 297.15 [K]; T2 = t2 + 273.15 =
283.15 [K]
Esercizio 2
Si tratta
di un problema di conduzione stazionaria, monodimensionale ed a proprietà
costanti.
Dall’equazione
di Fourier (conduzione), scritta per proprietà costanti in un sistema di
riferimento Cartesiano, si ottiene:
Sostituendo
l’espressione di :
Integrando
due volte:
;
Le costanti
C1 e C2 sono
determinate attraverso le condizioni al contorno:
La legge di
distribuzione della temperatura è quindi: