Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
FISICA


6

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 32 16 0 150

Periodo

AnnoPeriodo
III anno2 semestre

Frequenza

Facoltativa

Erogazione

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
01/03/201611/06/2016

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
affine/integrativo Nessun ambitoFIS/013
affine/integrativo Nessun ambitoFIS/033


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. PIERNO MATTEO AMBROGIO PAOLOFIS/03Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"

Altri Docenti

DocenteCoperturaSSDStruttura
Prof. SAGGION ANTONIOContrattoN.D.

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste.

Bollettino

Analisi Matematica I e II Elementi di Chimica Meccanica Newtoniana Elettromagnetismo classico. Elementi di mecc. statistica e di mecc. quantistica.

Per le conoscenze si faccia riferimento al riquadro in cui si è indicato il programma disciplinare. Particolare rilevanza deve essere data sia alla comprensione dei principi che all’acquisizione della consapevolezza circa l’aumento del livello di complessità nel passaggio dallo studio degli stati di equilibrio a quello delle situazioni di non equilibrio. Per sommi capi i punti principali sono: i) I principi e la definizione dell’equazione fondamentale; ii) La misura dell’entropia, lo studio dei gas e della legge degli stati corrispondenti (all’interno di quest’ultimo argomento sarà di fondamentale importanza una estesa conoscenza della fenomenologia). iii) Come cambiano le funzioni di stato in presenza di campi esterni; iv) Studio delle configurazioni di non equilibrio e dei processi (in approssimazione discontinua); v) Interferenza tra processi diversi per situazioni vicine all’equilibrio; vi) Stati stazionari e accoppiamento di stato stazionario; vii) Generalizzazione ai sistemi continui; nuova definizione dei flussi e delle forze; linearità e applicazioni. Per le abilità, lo studente deve sapere: - operare in modo trasversale, nell'ambito della disciplina, dimostrando di saper stabilire collegamenti chiari e ben giustificati tra parti diverse - Deve saper risolvere e affrontare situazioni problematiche chiuse e aperte, cioè operare scelte tra possibilità diverse ma precostituite (problemi “chiusi”) oppure sapersi orientare in situazioni “aperte” (in cui la soluzione va costruita) - Deve dimostrare consapevolezza sulle scelte scientifiche operate e cioè in riferimento a:analisi critica dei dati e affidabilità dei processi di misura, validazione dei modelli proposti e consapevolezza dei processi di generalizzazione che si compiono nella teoria.

Lezioni frontali. Discussioni docente-gruppo studenti su fuochi disciplinari espliciti e situazioni problematiche in cui si devono prospettare soluzioni (problem solving). Didattica individualizzata (correzione, chiarimenti e approfondimenti).

PROGRAMMA DI TERMODINAMICA Prima parte : Termodinamica degli stati di equilibrio - Sistemi macroscopici e sistemi microscopici - Sistemi interagenti e sistemi isolati - Stati di equilibrio. - Equilibrio termico . Principio zero e la definizione di temperatura empirica. . - Sistemi adiabatici. Sistemi chiusi. - I Principi della Termodinamica 1. Primo principio: definizione di Energia ( U ) e di quantità di calore ( Q ). 2. Secondo principio: entropia e temperatura assoluta - Sistemi discontinui come esempio paradigmatico di applicazione del secondo principio. - Macchine termiche. - Estensione del secondo Principio ai sistemi aperti. - I potenziali termodinamici e il problema della stabilità degli stati di equilibrio - Relazioni generali - Definizione di α e di χT. Def di χS. Relazione tra di χT e χS. - Relazioni di Maxwell. - Definizione di Cp e Cv e relazione tra loro. - Dipendenza dell’entropia da V e da p. - Terzo Principio - Le proprietà dei gas. - Misurabilità di T. - Evidenza sperimentale sul primo coeff. del viriale. - Equazioni delle adiabatiche - Equazione di Van der Waals. - Transizioni di fase - Equilibrio di fase ( solido-liquido , solido-vapore , liquido-vapore e altri casi come ad es. diversi stati di cristallizzazione … ). - Eq. di Clapeyron ed esempi vari. - Punti tripli. - Legge degli stati corrispondenti. - Strati superficiali - Potenziali termodinamici negli strati superficiali. (qualcosa sulla tensione superficiale?). criteri di stabilità del vapore soprassaturo. - Termodinamica in presenza di campi esterni - Caso elettrostatico - Caso magnetostatico Termodinamica della radiazione. Seconda Parte: Processi irreversibili - Approssimazione dei sistemi discontinui. Calcolo di produzioni di entropia in sistemi chiusi e in sistemi aperti. - Reazioni chimiche: velocità e affinità. - Flussi e forze generalizzati. Relazioni lineari tra flussi e forze. - Esame della condizione di linearità nei casi della conduzione del calore e nel caso delle reazioni chimiche. - Diverse possibili scelte di flussi e delle forze. Sistemi equivalenti. - Relazioni di Onsager. - Studio del decadimento delle fluttuazioni in un sistema in equilibrio. - Effetti termomeccanici; effetti elettrocinetici. Calcolo degli effetti termomeccanici per gas di Knudsen. - Stati stazionari. Minima produzione di entropia e stabilità degli stati stazionari. Accoppiamento di stato stazionario. - Cenni alla Termodinamica non lineare dei processi irreversibili. Terza Parte: Sistemi continui - Equilibrio Termodinamico Locale. Riformulazione delle equazioni dell’energia e dell’entropia per sistemi continui. - Produzione di entropia per unità di volume. Flussi e forze generalizzati. - Relazione di Einstein tra coefficiente di mobilità e coefficiente di diffusione.

Verifica orale della gestione dei contenuti disciplinari e della comunicazione.

La fase di verifica e valutazione degli apprendimenti è correlata , nei contenuti e nei metodi, a tutte le attività didattiche svolte durante il processo di insegnamento-apprendimento( vedi riquadro precedente). La valutazione riguarda tutte le tematiche proposte e tiene conto di tutti gli obiettivi evidenziati nei riquadri corrrispondenti. A tal fine la verifica si articola come segue: colloquio orale, volto a valutare la capacità di ragionamento e i progressi raggiunti nella chiarezza, comprensione e nella proprietà di espressione dello studente nonchè il monitoraggio della preparazione pregressa. La valutazione in tal senso è di tipo sommativo per l'accertamento dell'acquisizione di specifiche competenze.

Guggenheim E. A, Termodinamica. Amsterdam: North Holland Publ. Comp., 1950 I. Prigogine, Introduzione alla Termodinamica dei processi irreversibili.. Roma: Leonardo Edizioni Scientifiche, 1971

Guggenheim E. A., 1950 , Termodinamica , North Holland Publ. Comp. . Amsterdam I. Prigogine, 1971, Introduzione alla Termodinamica dei processi irreversibili. Saggion A., M. Pierno, R. Faraldo, Termodinamica dei sistemi continui ( dispense)