Corso di Fisica Tecnica - a.a. 2005-2006

Fisica tecnica

Modulo del corso integrato - 4 crediti formativi universitari

Paolo Cavalletti

Contenuti generali del corso
Il corso si propone di fornire agli studenti una panoramica sui differenti aspetti della Fisica Tecnica Ambientale. I principali argomenti trattati sono: richiami di basi di fisica generale, unità di misura, gas perfetti, 1° principio della termodinamica per sistemi aperti, meccanismi di scambio termico, igrometria e concetti di base di aria umida, illuminotecnica, acustica. Sono previste esercitazioni numeriche finalizzate alla risoluzione di problemi elementari.
Requisito essenziale e' la padronanza degli elementi di calcolo (funzioni trigonometriche, operazioni con i vettori, derivazione, integrazione).

Contenuti di dettaglio del corso
ELEMENTI DI FISICA GENERALE. Grandezze fondamentali e derivate. Sistema Internazionale di unità di misura. Leggi fondamentali della dinamica, forze. Lavoro, energia cinetica, energia potenziale, potenza, principio di conservazione dell'energia meccanica. Elementi di statica dei fluidi: pressione, legge di Stevino, principio di Archimede. Esercizi. ORE 10

ELEMENTI DI TERMODINAMICA TECNICA. Sistemi termodinamici, grandezze di stato, trasformazioni termodinamiche. Definizioni operative di temperatura, calore e lavoro meccanico, calore specifico. Gas perfetti, proprietà delle sostanze pure: acqua. Equazione di continuità e I° principio della termodinamica per sistemi aperti. Entalpia. Trasformazioni fondamentali dei gas perfetti. Acqua – vapori concetti pressione di saturazione e di passaggio di fase. Esempi numerici : ventilatore, compressore, caldaia, pompa. Utilizzo delle tabelle. ORE 10

ELEMENTI DI ARIA UMIDA : Grandezze fondamentali, grado igrometrico, umidità relativa, temperatura di saturazione, entalpia. Diagramma Ashrae; trasformazioni fondamentali riscaldamento, raffreddamento, umidificazione adiabatica, misura dell’umidità relativa. Esercizi ORE 6

ELEMENTI DI TRASMISSIONE DEL CALORE. Conduzione termica: legge di Fourier, conducibilità termica, resistenza termica, applicazioni in geometria piana e in geometria cilindrica. Convezione termica: classificazione, legge di Newton, viscosità, applicazioni di convezione forzata e naturale. Irraggiamento termico: onde elettromagnetiche, corpo nero, emissività, corpo grigio, fattori di assorbimento, riflessione e trasmissione, effetto serra, fattori di vista, scambio termico tra superfici nere e tra superfici grigie. Meccanismi combinati di scambio termico: coefficiente liminare, trasmittanza, applicazioni in geometria piana. Esempi applicativi: dimensionamento di un corpo scaldante. Ore 8

ACUSTICA DI BASE - Acustica fisica. Principali grandezze acustiche. Sensazione uditiva. Diagramma di Fletcher e Munson. Propagazione del suono in campo libero e in campo riverberato. Somma e sottrazione di livelli sonori, Analisi in frequenza. Penalizzazioni del Leq, per rumori impulsivi, a bassa frequenza o con componenti tonali Normative acustiche attualmente in vigore sia in campo ambientale L. 47/95 sia in campo materia di sicurezza sul lavoro D.lvo 277/91. Applicazioni ed esempi, valutazione del rischio di esposizione al rumore di un lavoratore. Materiali fonoassorbenti: materiali porosi. Concetti di base di isolamento acustico Rw. Barriere. Esercizi. ORE 8

ELEMENTI DI ILLUMINOTECNICA - Natura fisica della luce. Emissione luminosa di sostanze solide e aeriformi, diagrammi spettrali. Fotometria: occhio umano, sensazione visiva, grandezze fotometriche (flusso luminoso, intensità luminosa, illuminamento), rendimenti, illuminamento in un punto prodotto da sorgente puntiforme. Colorimetria: percezione del colore, sensazione cromatica, teoria tricromatica, triangolo CIE, temperatura di colore. Sorgenti luminose artificiali: classificazione, efficienza luminosa, resa cromatica, principali tipologie di sorgenti ad incandescenza, fluorescenti e a scarica di gas. Apparecchi illuminanti. Illuminazione artificiale, comfort visivo, uso del colore. Illuminazione artificiale di ambienti interni: fattore di utilizzazione. ORE 8

MODALITA’ DI ESAME :
Iscrizione agli appelli: obbligatoria sia per scritti sia per orali e solo tramite internet almeno una settimana prima dell'appello. Chi non si iscrive non fa l’esame. L’e-mail inviata a paolo.cavalletti@unige.it dovrà essere così compilata:

oggetto: Iscrizione scritto (oppure orale) del ……….

testo:

COGNOME E NOME

NUMERO DI MATRICOLA

CORSO DI LAUREA

Prova scritta:

superamento delle due prove parziali con media superiore a 18/30 oppure,
superamento della prova scritta finale con votazione superiore a 18/30.

Prova orale: accesso alla prova orale con votazione dello scritto superiore a 18/30.
VOTAZIONE FINALE: media aritmetica delle valutazioni della prova scritta ed orale.
Prova scritta parziale : esercizi o test con svolgimento numerico, su parte del programma, correzione puramente numerica.
Prova scritta totale: esercizi o test con svolgimento numerico, su tutto il programma, correzione puramente numerica, tempo max 2 ore.
Si possono portare solo calcolatrici e tabelle. Non si può parlare… pena il ritiro immediato dell'elaborato. Analogamente è vietato l'impiego di qualsiasi strumento idoneo alla comunicazione a distanza: telefoni cellulari, agende elettroniche, calcolatrici con porta ad infrarossi, dispositivi dotati di interfaccia Bluetooth, etc. - Il solo fatto di possedere in aula strumenti di questo tipo può comportare l'immediato ritiro del compito, anche se essi non erano stati effettivamente impiegati per trasmettere o ricevere dati relativi allo stesso: si consiglia dunque semplicemente di lasciare a casa tali dispositivi. I telefoni cellulari debbono essere mantenuti spenti. Analogamente in caso di squillo o vibrazione del cellulare il candidato potrà essere allontanato dalla prova.

Ciascun esercizio assegna i punti indicati nello stesso: se il risultato numerico è giusto, a meno di una tolleranza di calcolo, il punteggio viene assegnato, altrimenti no. Lo svolgimento dei problemi deve venire sviluppato in modo comprensibile, accompagnato se necessario da note di testo esplicative del procedimento risolutivo. La mancanza di un chiaro svolgimento dei problemi (anche se "in brutta") invalida i corrispondenti risultati, che vengono considerati "copiati", in quanto non se ne evidenzia il metodo di calcolo.

Domanda orale (teoria, alla lavagna). Si viene ammessi all'orale solo se è superata la prova scritta o le due prove parziali con media dei punti conseguiti maggiore o uguale a 18. La domanda orale verte solitamente sull'argomento in cui eventualmente è stato errato un esercizio, altrimenti è su un argomento del corso. Si tratta in pratica di emulare una "lezione" di 10 minuti, durante la quale lo studente deve non solo dimostrare di conoscere l'argomento da spiegare, ma anche di avere sufficienti doti comunicative e capacità di presentazione.

Lode. Nel caso in cui la somma dei punteggi conseguiti superi 30 trentesimi (in palio negli scritti ci sono in tutto 33 punti), è automatica l'assegnazione del 30 con lode. La lode può tuttavia venire assegnata anche a chi abbia raggiunto il 30 esatto, ma abbia dimostrato particolare padronanza della materia e brillante capacità espositiva.

Validità della prova scritta. Una volta superata la prova scritta (punteggio maggiore o uguale di 18), la conseguente ammissione all'esame vale solo per orali sostenuti entro la data della prima sessione d’esame scritta immediatamente successiva. Fanno eccezione le prove parziali i cui risultati sono validi per i mesi di Gennaio e Febbraio. Chi, pur avendo superato la prova scritta, non supera l’esame complessivo, può tenere buono il risultato dello scritto se sostiene un nuovo orale - da concordare con le disponibilità del docente non prima di 15 gg e non oltre 30 gg - dalla data dell’esame fallito, in caso diverso deve nuovamente sostenere la prova scritta.