Onde, fluidi e termodinamica (Corso B)

Oggetto:

Onde, fluidi e termodinamica (Corso B)

Oggetto:

Anno accademico 2008/2009

Codice dell'attività didattica

F8008

Docenti

Prof. Massimo Masera (Titolare del corso)
Dott. Miguel Onorato (Esercitatore)

Corso di studi

c303 laurea 1° liv. in fisica

Anno

1° anno

Tipologia

Caratterizzante

Crediti/Valenza

SSD dell'attività didattica

FIS/01 - fisica sperimentale

Oggetto:

Obiettivi formativi

Il corso intende fornire una conoscenza approfondita dei principi della termodinamica, della fisica dei fluidi incomprimibili e delle onde oltre ad una capacità di apprendimento adeguata ad affrontare nuovi argomenti attraverso un impegno autonomo ed ad intraprendere lo studio avanzato dei vari settori della fisica.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Lo studente deve conseguire una certa padronanza degli argomenti trattati nel corso, che si manifesta sia attraverso l'esposizione analitica (dimostrazioni) e sintetica della materia, sia attraverso la capacità di affrontare e risolvere problemi numerici specifici

Oggetto:

Programma

Proprietà elastiche dei materiali. Legge di Hooke. Modulo di Young. Scorrimento e torsione. Pendolo di torsione. Materiali non hookiani (cenni). Compressione uniforme.

Fenomeni ondulatori. Classificazione delle onde. Funzioni d'onda. Equazione di D'Alembert. Esempi di deduzione dell'equazione di D'Alembert per onde piane: onde trasversali su corde, onde longitudinali elastiche, onde sonore. Onde armoniche. Potenza veicolata da un'onda. Intensità. Onde in tre dimensioni. Onde sferiche. Attenuazione. Pacchetti d'onde. Mezzi dispersivi: velocità di fase e velocità di gruppo. Rappresentazione simbolica (complessa) di onde armoniche. Sorgenti coerenti. Interferenza. Battimenti. Onde stazionarie.

Statica dei fluidi. Equazione generale dell'idrostatica. Legge di Stevino, principio di Pascal. Dipendenza della pressione dalla quota in amosfera isoterma. Esempi di forze di volume diverse da quella di gravità: forze inerziali. Misure di pressione. Leva idraulica. Galleggiamento. Viscosità. Legge di Newton. Fluidi non newtoniani (cenni).

Dinamica dei fluidi. Equazione di continuità. Fluidi ideali: legge di Bernoulli e sue applicazioni. Flusso reale, formato, laminare e stazionario: la legge di Hagen-Poiseuille. Flusso turbolento. Numero di Reynolds. Moto in un fluido. Legge di Stokes. Effetto Magnus.

Fenomeni di superficie: tensione superficiale e capillarità.

Equilibrio termodinamico. Principio zero della termodinamica. Temperatura. Primo principio della termodinamica. Calorimetria. Trasmissione del calore. Legge di Fourier. Equazione differenziale di Fourier. Trasformazioni di gas ideali: l'equazione di stato. Calori molari. Energia interna. Relazione di Mayer. Trasformazioni notevoli di gas ideali. Cicli termodinamici: Carnot, Stirling, Otto, Diesel. Fluidi reali. Cambiamenti di fase. Diagrammi di fase. L'equazione di Van Der Waals. Formula di Clapeyron. Teria cinetica dei gas: significato microscopico della temperatura. Distribuzione di Maxwell. Secondo principio della termodinamica. Teoremi di Carnot e di Clausius. Entropia. Diagrammi TS. Calcoli di entropia. Interpretazione statistica dell'entropia. Il terzo principio della termodinamica. Potenziali termodinamici. Relazioni di Maxwell

Descrizione