ID:
50233
Tipo Insegnamento:
Obbligatorio
Durata (ore):
60
CFU:
6
SSD:
FISICA TECNICA AMBIENTALE
Url:
INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE/Percorso Comune Anno: 3
Anno:
2025
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (02/03/2026 - 05/06/2026)
Syllabus
Obiettivi Formativi
L'insegnamento si propone di fornire i fondamenti della termodinamica e della trasmissione del calore (scienze termiche) oltre ad alcuni elementi di termofisica degli edifici. L’apprendimento di questi principi fisici consentirà allo studente di comprendere i fenomeni legati agli scambi di energia tra diversi sistemi con particolare riferimento agli edifici e agli ambienti di vita, oltre ad avere una visione delle applicazioni professionali nel campo del risparmio energetico negli edifici.
Prerequisiti
Conoscenze di Analisi matematica e di Fisica generale
Metodi didattici
Il modulo didattico Fisica Tecnica A, è integrato con il modulo Fisica Tecnica B. Le lezioni si integrano per costituire l'insegnamento da 12 CFU denominato Fisica Tecnica.
L'insegnamento Fisica tecnica A si svolge prevalentemente mediante lezioni frontali ed esercitazioni numeriche tese a risolvere problemi concreti di termodinamica, trasmissione del calore, termofisica.
Alcune lezioni potrebbero svolgersi in modalità telematica con videolezioni pre-registrate. La possibilità di attivare il collegamento streaming è vincolata a specifica e motivata richiesta da parte degli studenti interessati o per indicazione del Rettorato.
Sul sito classroom del corso (aoz4grfc) saranno caricati i file pdf delle lezioni e delle esercitazioni, oltre ad eventuali dispense ed altro materiale integrativo.
L'insegnamento Fisica tecnica A si svolge prevalentemente mediante lezioni frontali ed esercitazioni numeriche tese a risolvere problemi concreti di termodinamica, trasmissione del calore, termofisica.
Alcune lezioni potrebbero svolgersi in modalità telematica con videolezioni pre-registrate. La possibilità di attivare il collegamento streaming è vincolata a specifica e motivata richiesta da parte degli studenti interessati o per indicazione del Rettorato.
Sul sito classroom del corso (aoz4grfc) saranno caricati i file pdf delle lezioni e delle esercitazioni, oltre ad eventuali dispense ed altro materiale integrativo.
Verifica Apprendimento
L'esame relativo al modulo Fisica tecnica A consiste in una prova scritta ed in una orale che vengono svolte in concomitanza a quelle del modulo Fisica Tecnica B.
La prova scritta ha durata di 2.5 ore e consiste nella soluzione numerica di tre semplici problemi dei quali il primo sugli argomenti della termodinamica, il secondo sulla trasmissione del calore e termofisica degli edifici ed il terzo sull’acustica applicata o sull’illuminotecnica. I dati numerici dei problemi sono personalizzati tramite riferimento ad alcune cifre del numero di matricola. Per lo svolgimento del compito scritto è consentito fare uso di tavole, tabelle, libri e appunti, ma non di connessioni internet o telefoniche. Durante l'anno verranno svolte almeno 6 prove scritte (2 per ciascuna sessione).
Per l’accesso alla successiva prova orale (tipicamente programmata dopo 7 – 10 giorni dalla prova scritta) è necessario eguagliare o superare la soglia minima di valutazione pari a 15/30. Per i voti da 15/30 a 17/30 l’ammissione è con riserva, e all'orale potrà essere richiesta l'impostazione risolutiva di un problema. Per i voti dello scritto maggiori o uguali di 18/30 l’ammissione all'orale è senza riserva. Il voto della prova scritta viene considerato utile per la durata di 12 mesi dallo svolgimento della prova.
La prova orale consiste in domande sulla teoria, in numero minimo di tre, o nell’impostazione risolutiva di tipici esercizi coprendo tutti gli argomenti svolti nelle lezioni. Il voto finale viene assegnato formulando una valutazione che rispecchia il grado di preparazione riscontrato nella prova scritta ed in quella orale. Trattandosi di moduli integrati il voto viene registrato egualmente sia per il modulo Fisica tecnica A che per il modulo Fisica tecnica B.
In aggiunta alle modalità classiche di svolgimento degli esami, nel periodo di lezione verranno svolte anche delle prove parziali di verifica alla conclusione di ogni ciclo di lezioni. In particolare, le prove parziali sono dedicate a tre diversi gruppi di argomenti:
- Termodinamica
- Trasmissione del calore
- Acustica applicata e Illuminotecnica
Ogni prova parziale richiede la risoluzione di due esercizi numerici sull'argomento in esame. Le prove parziali sono programmate con largo anticipo, si svolgono durante l'orario di lezione o come lezione di recupero e hanno una durata di 2 ore. Le prove parziali possono sostituire la prova scritta di sintesi offerta durante le sessioni d'esame. In questo caso, la media dei voti ottenuti nelle prove parziali è valida per la prova orale secondo i criteri sopra indicati. Un risultato incompleto in una o più prove parziali o una media dei voti insufficiente nelle tre prove può essere migliorato utilizzando la prova scritta totale. In questo caso, l'esercizio nella prova totale relativo a una parte del programma svolto correttamente sostituirà la rispettiva prova parziale se ne migliora il voto. Ad esempio: un candidato ottiene 12/30 nella prima prova parziale e nella prova totale ottiene 25/30 nel primo esercizio; la media finale delle prove parziali viene quindi ricalcolata sostituendo 12 con 25 e il candidato è ammesso alla prova orale con il nuovo voto secondo le regole sopra indicate. Naturalmente, anche i voti superiori a 18/30 possono essere migliorati. Si noti che il meccanismo di miglioramento è attivo solo nella sessione estiva, ovvero negli esami scritti totali di Giugno e Luglio. Dopo la sessione estiva, gli esami parziali incompleti non sono più validi.
La prova scritta ha durata di 2.5 ore e consiste nella soluzione numerica di tre semplici problemi dei quali il primo sugli argomenti della termodinamica, il secondo sulla trasmissione del calore e termofisica degli edifici ed il terzo sull’acustica applicata o sull’illuminotecnica. I dati numerici dei problemi sono personalizzati tramite riferimento ad alcune cifre del numero di matricola. Per lo svolgimento del compito scritto è consentito fare uso di tavole, tabelle, libri e appunti, ma non di connessioni internet o telefoniche. Durante l'anno verranno svolte almeno 6 prove scritte (2 per ciascuna sessione).
Per l’accesso alla successiva prova orale (tipicamente programmata dopo 7 – 10 giorni dalla prova scritta) è necessario eguagliare o superare la soglia minima di valutazione pari a 15/30. Per i voti da 15/30 a 17/30 l’ammissione è con riserva, e all'orale potrà essere richiesta l'impostazione risolutiva di un problema. Per i voti dello scritto maggiori o uguali di 18/30 l’ammissione all'orale è senza riserva. Il voto della prova scritta viene considerato utile per la durata di 12 mesi dallo svolgimento della prova.
La prova orale consiste in domande sulla teoria, in numero minimo di tre, o nell’impostazione risolutiva di tipici esercizi coprendo tutti gli argomenti svolti nelle lezioni. Il voto finale viene assegnato formulando una valutazione che rispecchia il grado di preparazione riscontrato nella prova scritta ed in quella orale. Trattandosi di moduli integrati il voto viene registrato egualmente sia per il modulo Fisica tecnica A che per il modulo Fisica tecnica B.
In aggiunta alle modalità classiche di svolgimento degli esami, nel periodo di lezione verranno svolte anche delle prove parziali di verifica alla conclusione di ogni ciclo di lezioni. In particolare, le prove parziali sono dedicate a tre diversi gruppi di argomenti:
- Termodinamica
- Trasmissione del calore
- Acustica applicata e Illuminotecnica
Ogni prova parziale richiede la risoluzione di due esercizi numerici sull'argomento in esame. Le prove parziali sono programmate con largo anticipo, si svolgono durante l'orario di lezione o come lezione di recupero e hanno una durata di 2 ore. Le prove parziali possono sostituire la prova scritta di sintesi offerta durante le sessioni d'esame. In questo caso, la media dei voti ottenuti nelle prove parziali è valida per la prova orale secondo i criteri sopra indicati. Un risultato incompleto in una o più prove parziali o una media dei voti insufficiente nelle tre prove può essere migliorato utilizzando la prova scritta totale. In questo caso, l'esercizio nella prova totale relativo a una parte del programma svolto correttamente sostituirà la rispettiva prova parziale se ne migliora il voto. Ad esempio: un candidato ottiene 12/30 nella prima prova parziale e nella prova totale ottiene 25/30 nel primo esercizio; la media finale delle prove parziali viene quindi ricalcolata sostituendo 12 con 25 e il candidato è ammesso alla prova orale con il nuovo voto secondo le regole sopra indicate. Naturalmente, anche i voti superiori a 18/30 possono essere migliorati. Si noti che il meccanismo di miglioramento è attivo solo nella sessione estiva, ovvero negli esami scritti totali di Giugno e Luglio. Dopo la sessione estiva, gli esami parziali incompleti non sono più validi.
Testi
Per approfondire lo studio della parte di Termodinamica e trasmissione del calore, si indicano i seguenti testi:
A. Cocchi, Elementi di fisica tecnica ambientale, ed. Progetto Leonardo (soprattutto per alcune parti di teoria).
Y. A. Gengel, Termodinamica e trasmissione del calore, McGraw-Hill (soprattutto per esercizi e alcune parti di teoria generale).
A. Cocchi, Elementi di fisica tecnica ambientale, ed. Progetto Leonardo (soprattutto per alcune parti di teoria).
Y. A. Gengel, Termodinamica e trasmissione del calore, McGraw-Hill (soprattutto per esercizi e alcune parti di teoria generale).
Contenuti
Richiami Unità di misura
TERMODINAMICA - Richiami di termodinamica del sistema. Richiami Primo principio della termodinamica, energia interna, calore e lavoro, calore specifico, entalpia. Richiami Secondo principio della termodinamica.
Sistemi aperti: bilancio delle masse, bilancio dell’energia (primo principio sistemi aperti).
Sistemi chimicamente omogenei: proprietà termodinamiche dei liquidi e dei vapori, uso delle tabelle dei vapori saturi e surriscaldati; richiami proprietà termodinamiche e trasformazioni di gas perfetti.
Diagrammi termodinamici T-s, h-s, p-h.
Cicli termodinamici delle macchine: ciclo Rankine, ciclo delle macchine frigorifere.
Miscele di gas ideali. Miscele di aria e vapor d’acqua: titolo, grado igrometrico, entalpia, diagramma psicrometrico, trasformazioni psicrometriche, misura del grado igrometrico.
TRASMISSIONE DEL CALORE - Generalità sullo scambio termico. Scambio termico per conduzione, legge di Fourier, equazione di Fourier; conduzione stazionaria senza generazione di calore in strato piano singolo e multiplo; resistenze termiche in serie ed in parallelo; conduzione in strato cilindrico singolo e multiplo; condizioni al contorno di tipo convettivo; raggio critico di isolante; cenni alla conduzione bidimensionale, fattori di forma. Conducibilità termica: proprietà e misura. Cenni sulla conduzione in regime transitorio; regime periodico sinusoidale. Scambio termico per convezione: cenni adimensionalizzazione delle equazioni di continuità, del moto e dell’energia; similitudine; numeri adimensionali Nu, Re, Gr, Pr, Pe, Ra. Convezione naturale con temperatura costante sulla parete e con flusso di calore costante. Convezione forzata con flusso esterno ed interno. Irraggiamento: definizioni; corpo nero; leggi dell’irraggiamento; scambio di energia tra superfici completamente affacciate e parzialmente affacciate; fattori di vista; isolamento termico mediante schermi. Contemporanea presenza di diverse modalità di scambio; coefficiente globale di scambio termico.
TERMOFISICA DELL’EDIFICO - Umidità nelle strutture, Diagramma di Glaser; proprietà termiche delle strutture, trasmittanza di pareti opache e finestre, ponti termici.
TERMODINAMICA - Richiami di termodinamica del sistema. Richiami Primo principio della termodinamica, energia interna, calore e lavoro, calore specifico, entalpia. Richiami Secondo principio della termodinamica.
Sistemi aperti: bilancio delle masse, bilancio dell’energia (primo principio sistemi aperti).
Sistemi chimicamente omogenei: proprietà termodinamiche dei liquidi e dei vapori, uso delle tabelle dei vapori saturi e surriscaldati; richiami proprietà termodinamiche e trasformazioni di gas perfetti.
Diagrammi termodinamici T-s, h-s, p-h.
Cicli termodinamici delle macchine: ciclo Rankine, ciclo delle macchine frigorifere.
Miscele di gas ideali. Miscele di aria e vapor d’acqua: titolo, grado igrometrico, entalpia, diagramma psicrometrico, trasformazioni psicrometriche, misura del grado igrometrico.
TRASMISSIONE DEL CALORE - Generalità sullo scambio termico. Scambio termico per conduzione, legge di Fourier, equazione di Fourier; conduzione stazionaria senza generazione di calore in strato piano singolo e multiplo; resistenze termiche in serie ed in parallelo; conduzione in strato cilindrico singolo e multiplo; condizioni al contorno di tipo convettivo; raggio critico di isolante; cenni alla conduzione bidimensionale, fattori di forma. Conducibilità termica: proprietà e misura. Cenni sulla conduzione in regime transitorio; regime periodico sinusoidale. Scambio termico per convezione: cenni adimensionalizzazione delle equazioni di continuità, del moto e dell’energia; similitudine; numeri adimensionali Nu, Re, Gr, Pr, Pe, Ra. Convezione naturale con temperatura costante sulla parete e con flusso di calore costante. Convezione forzata con flusso esterno ed interno. Irraggiamento: definizioni; corpo nero; leggi dell’irraggiamento; scambio di energia tra superfici completamente affacciate e parzialmente affacciate; fattori di vista; isolamento termico mediante schermi. Contemporanea presenza di diverse modalità di scambio; coefficiente globale di scambio termico.
TERMOFISICA DELL’EDIFICO - Umidità nelle strutture, Diagramma di Glaser; proprietà termiche delle strutture, trasmittanza di pareti opache e finestre, ponti termici.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Altre informazioni
Ricevimento dopo le lezioni o per appuntamento tramite email.
Corsi
Corsi
3 anni
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Persone
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