Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2019/2020
Tipologia di insegnamento: 
Affine/Integrativa
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Corso di afferenza: 
Corso di Laurea triennale (DM 270) in INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE PER LA MITIGAZIONE DEI RISCHI
Sede: 
Napoli
Settore disciplinare: 
FISICA TECNICA INDUSTRIALE (ING-IND/10)
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
9
Anno di corso: 
2
Docenti: 
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
72

Obiettivi

Il corso insegna i principi fondamentali della termodinamica, la loro applicazione allo studio di sistemi di conversione dell'energia, e l'analisi dei problemi di trasmissione del calore.
Conoscenza e capacità di comprensione:
Al termine del corso gli studenti: conoscono i principi fondamentali della termodinamica nella loro applicazione allo studio di sistemi chiusi e aperti; la termodinamica degli stati, in termini di valutazione delle proprietà termodinamiche di sostanze pure; e sanno valutare delle prestazioni energetiche dei principali cicli termodinamici per la conversione dell'energia.
Infine, gli studenti conoscono i meccanismi di trasmissione del calore, e sanno valutare problemi di scambio termico con particolare riferimento a geometrie semplici in regime stazionario.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente deve dimostrare di essere in grado di:
- applicare i principi fondamentali della termodinamica ai principali sistemi che si incontrano nella pratica ingegneristica;
- valutare le prestazioni energetiche dei principali componenti termodinamici;
- analizzare i meccanismi di scambio termico che si incontrano nelle applicazioni ingegneristiche, e sanno valutare la trasmissione del calore in geometrie semplici in condizioni di regime stazionario.
Autonomia di giudizio:
Lo studente deve dimostrare di aver sviluppato la capacità di valutare criticamente ed in maniera autonoma le problematiche di interazione energetica tra sistemi di interesse per le applicazioni ingegneristiche e l’ambiente circostante.
Abilità comunicative:
Lo studente deve maturare la capacità di spiegare in maniera semplice, anche a persone non esperte del settore, con linguaggio chiaro e rigoroso dal punto di vista scientifico, le problematiche relative alla conversione termodinamica dell’energia e alla trasmissione del calore.
Capacità di apprendimento:
Lo studente deve essere in grado di aggiornarsi, tramite la consultazione di testi e pubblicazioni inerenti il settore dell’energia, a partire dalle conoscenze e dal metodo di analisi acquisiti durante il corso.

Prerequisiti

Necessario che lo studente abbia acquisito le seguenti conoscenze, fornite nei corsi di Matematica I e Matematica II:
- Concetti di limite, integrazione e derivazione di funzioni di una variabile;
- Funzioni di più variabili, derivate parziali, e integrali superficiali;
- Differenziale e serie di funzioni.
Inoltre, è utile che lo studente abbia acquisito le seguenti conoscenze, fornite nel corso di Fisica I: Sistemi di Unità di misura, grandezze scalari e vettoriali: forza, velocità, accelerazione.

Contenuti

Il corso introduce i principi fondamentali della termodinamica attraverso la comprensione dei modelli utilizzati per la descrizione di tali principi, e la loro applicazione allo studio di sistemi di trasferimento e conversione dell'energia comunemente incontrati nella professione dell’ingegnere civile. I principi della termodinamica vengono introdotti per lo studio dei sistemi chiusi e aperti, e applicati all’analisi di componenti di impianti termotecnici. Nell’ultima parte del corso viene affrontata l'analisi dei problemi di trasmissione del calore, con le applicazioni tipiche agli involucri edilizi e alla loro interazione energetica con l’ambiente esterno.

Metodi didattici

NELL’INSEGNAMENTO SONO PREVISTE LEZIONI TEORICHE NONCHÉ ESERCITAZIONI IN AULA. DURANTE LE PRIME, VENGONO INTRODOTTE LE TECNICHE UTILIZZATE PER DESCRIVERE PROBLEMI INGEGNERISTICI DI CONVERSIONE E TRASFERIMENTO DI ENERGIA. NEL CORSO DELLE ESERCITAZIONI IN AULA GLI STUDENTI SONO INVITATI A RISOLVERE UN PROBLEMA INGEGNERISTICO, UTILIZZANDO LE TECNICHE PRESENTATE NELLE LEZIONI TEORICHE. LA SOLUZIONE DEI PROBLEMI INGEGNERISTICI PROPOSTI VIENE SIA GUIDATA DAL DOCENTE, PER SVILUPPARE E RAFFORZARE LE CAPACITÀ DELL’ALLIEVO DI IDENTIFICARE LE TECNICHE PIÙ IDONEE, SIA SVOLTA IN MANIERA INDIVIDUALE COME VERIFICA IN ITINERE DEI CAPACITA’ MATURATE DAL SINGOLO.
VENGONO INOLTRE PROPOSTE UNA/DUE VISITE TECNICHE PRESSO IMPIANTI DI CONVERSIONE DELL’ENERGIA, DOVE GLI STUDENTI HANNO MODO DI CONFRONTARSI CON I RISVOLTI APPLICATIVI DEL CORSO.

Verifica dell'apprendimento

Sono previste esercitazioni intermedie (facoltative, ma valutabili su richiesta dello studente) sui seguenti argomenti: applicazione dei principi della termodinamica per sistemi chiusi; analisi termodinamica di component di impianti termotecnici; meccanismi di scambio termico.
L’esame è diviso in due parti, che possono aver luogo nello stesso giorno ovvero nel corso di una settimana (sulla base delle esigenze dello studente): una prova scritta, costituita da tre esercizi, uno per ciascuno degli argomenti delle esercitazioni intermedie, nella quale lo studente deve dimostrare di sapere risolvere almeno due dei problemi presentati, e da una prova orale nel corso della quale viene valutata la comprensione degli argomenti trattati, la capacità di applicare i concetti appresi all’analisi dei sistemi incontrati nella pratica ingegneristica e la capacità di spiegare i problemi affrontati in maniera semplice ma scientificamente rigorosa.

Testi

Dispense del corso, fornite sul sito del corso.
R. Mastrullo, P. Mazzei, R. Vanoli, Termodinamica per ingegneri - Applicazioni, Liguori, 1996.
Y.A. Çengel, Termodinamica e trasmissione del calore, McGraw-Hill, VI ed. 2016.
ULTERIORI LETTURE CONSIGLIATE
R. Mastrullo, P. Mazzei, R. Vanoli, Termodinamica degli Stati, Liguori, 1984.
M. Moran, H. N. Shapiro, D. D. Boettner, M. B. Bailey, Principles of Engineering Thermodynamics, Wiley, 8th ed. 2015.

Altre informazioni

L'esame può essere sostenuto in lingua inglese, su richiesta dello studente