CHIMICA FISICA INDUSTRIALE
cod. 00317

Anno accademico 2009/10
2° anno di corso - Secondo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Chimica fisica (CHIM/02)
Field
Discipline inorganiche chimico fisiche
Tipologia attività formativa
Caratterizzante
54 ore
di attività frontali
6 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

Trasmettere allo studente le conoscenze di base relative alla Teoria cinetica dei gas ed ai processi di trasporto nei fluidi, illustrandone anche alcune applicazioni, principalmente nell'ambito della cinetica chimica.

Prerequisiti

Lo studente deve aver sostenuto gli esami di Matematica e Fisica previsti dal piano di studi. E' inoltre opportuno che abbia almeno frequentato il corso di Chimica Fisica 1.

Contenuti dell'insegnamento

<br />Teoria cinetica dei gas<br />Il modello. La pressione. Equazione di Maxwell. Urti molecolari e cammino libero medio. Urti contro una parete ed effusione. Legge di Graham.<br /> <br />Processi di trasporto nei gas. <br />Viscosità, conducibilità termica, diffusione. Modello unificato. Gas reali: potenziale di Lennard-Jones e di Stockmayer. <br /> <br />Proprietà dei liquidi.<br />Densità, comprimibilità, viscosità. Fluidi Newtoniani e non Newtoniani. Tissotropia. Legge di Poiseulle. Misura della viscosità dei liquidi. Viscosità di soluzioni. Polimeri in soluzione: il modello di Einstein. Solventi q e temperatura q. Equazione di Mark-Houwink. Moto dei fluidi: equazione del bilancio energetico, equazione di continuità, equazioni di Navier-Stokes, di Eulero, di Bernoulli. Dissipazione dell¿energia. Moto nei condotti: equazione del bilancio meccanico. L¿esperimento di Reynolds. Analisi dimensionale: principi generali. Il caso del moto dei fluidi nei condotti: numero di Eulero e numero di Reynolds, equazione di Fanning e diagramma di Moody. Teoria della similitudine (cenni). Moto laminare non isotermo. Moto turbolento. Viscosità turbolenta. Ugelli. Moto isotermo di fluidi non viscosi. Filtrazione.<br /> <br />Trasporto di calore. Conduzione, convezione, irraggiamento.<br />Conduzione stazionaria: legge di Fourier ed applicazioni. Conduzione non stazionaria: legge di Fourier-Poisson ed applicazioni. Convezione: il coefficiente liminare. Convezione naturale e forzata. Irraggiamento: corpo nero e legge di Kirchoff.<br /> <br />Trasporto di massa<br />Flussi diffusivi. Prima e seconda legge di Fick. Diffusione stazionaria e non stazionaria. Diffusione e moto turbolento.<br /> <br />Compressori: ciclo ideale, effetto dello spazio nocivo<br />Macchine termiche: grandezze termodinamiche, primo e secondo principio. Ciclo di Carnet diretto ed inverso. Refrigerazione. Ciclo di Rankine inverso.<br /> <br />Catalisi eterogenea.<br />Diffusione esterna. Reazione di ossidazione di NH3 su Pt. Diffusione interna: diffusione di massa e di Knudsen. Modulo di Thiele. Particelle di catalizzatore non isoterme. Diffusione interna, esterna e cinetica di reazione.<br /> 

Programma esteso

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Bibliografia

<br />L. Forni - Fenomeni di Trasporto -Libreria Cortina Milano 1979<br />S. Carrà, L. Forni - Aspetti cinetici della Teoria del reattore chimico - Tamburini Ed. 1972<br />P. Atkins, J. de Paula - Chimica Fisica - Zanichelli Ed. 2004

Metodi didattici

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Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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