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Thermodynamics and Heat Transfer

PROGRAMMA DEL CORSO

PARTE 1: TERMODINAMICA

Introduzione.
Introduzione alla Termodinamica. Unità di misura.
Principio zero della Termodinamica. Termometria.

Primo e secondo principio.
Primo principio della Termodinamica per sistemi chiusi.
Secondo principio della Termodinamica per sistemi chiusi:
enunciati di Kelvin-Planck, di Clausius e loro equivalenza.
Macchine di Carnot.
Irreversibilità dei fenomeni naturali.
Entropia e lavoro perduto. Temperatura termodinamica.

Sistemi aperti.
Bilanci di massa per sistemi aperti.
Bilanci di energia per sistemi aperti.
Esempi di interesse applicativo.
Perdite di carico.

Sostanze pure, diagrammi e cicli.
Superficie p-v-T per le sostanze pure. Regola delle fasi di Gibbs.
Vapori saturi. Diagrammi termodinamici. Cicli termodinamici. Gas perfetti.

Miscele d'aria e vapor d'acqua.
Descrizione delle miscele d'aria e vapor d'acqua. Trasformazioni psicrometriche. Cenni di condizionamento ambientale. Misure di grado igrometrico.


PARTE 2: TRASMISSIONE DEL CALORE

Conduzione.
Legge di Fourier. Equazione di Fourier.
Soluzioni in regime stazionario: strato piano, strato cilindrico.
Raggio critico.
Analogia elettrica. Resistenze termiche.

Convezione.
Coefficiente di convezione.
Analisi dimensionale e similitudine.
Convezione forzata, naturale e mista.
Raffreddamento di un corpo per convezione naturale.
Strato limite dinamico e termico.

Irraggiamento.
Definizioni di base. Corpi neri e corpi grigi.
Leggi di Stefan-Boltzmann, di Planck, di Wien, di Lambert, di Kirchhoff. Scambio di energia tra superfici


PARTE 3: NOZIONI BASE DI ACUSTICA

Acustica fisica, livelli sonori, definizione di decibel, analisi in Frequenza, il sistema uditivo umano, microfoni e fonometri, la propagazione del suono, assorbimento e trasmissione del suono, l'acustica degli ambienti chiusi.

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COURSE CONTENT

PART 1: THERMODYNAMICS

Introduction.
Introduction to Thermodynamics. System of units.
Principle zero of Thermodynamics. Thermometry.

First and second principle.
First principle of Thermodynamics for closed systems.
Second principle of Thermodynamics for closed systems:
statement by Kelvin-Planck, Clausius and their equivalence.
The Carnot machine.
Irreversibility of natural phenomena.
Entropy and lost work. Thermodynamic temperature.

Open systems.
Mass balance for open systems.
Energy balance for open systems.
Practical examples.
Pressure drop.

Pure substances, diagrams and cycles.
p-v-T surface for pure substances. The Gibbs rule.
Saturated vapours. Thermodynamic diagrams. Thermodynamic cycles. Ideal gases.

Air and vapour mixtures.
Description of air and vapour mixtures.
Psychrometric transformations.
Basics of environmental control.
Measurement of relative humidity.


PART 2: HEAT TRANSFER

Conduction.
Fourier law. Fourier equation.
Steady state solutions: plane layer, cylindric layer.
Critical radius.
Electric analogy and its limits.
Thermal resistances.

Convection.
Coefficient of convection.
Dimensional analysis and similarity.
Forced, natural and mixed convection.
Cooling by natural convection.
Dynamic and thermal boundary layer.

Radiation.
Basic definitions. Black and grey bodies.
Laws of Stefan-Boltzmann, Planck, Wien, Lambert, Kirchhoff.
Energy exchange between surfaces.



PART 3: BASIC NOTIONS OF ACOUSTICS

Physical acoustics, sound levels, decibel scale, frequency analysis, the human hearing system, microphones e sound level meters, sound propagation, sound absorption and transmission, room acoustics.


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Altre risorse utili (Libri e dispense online scaricabili)
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Flow-chart esplicativa sulle modalità di esame LINK