Sezione GATE-XE-E Thermodynamics Syllabus
Programma del corso
Unità 1: Concetti di base
Continuum e approccio macroscopico
Sistemi termodinamici (chiusi e aperti)
Proprietà termodinamiche ed equilibrio
Stato di un sistema, postulato di stato per semplici sostanze comprimibili, diagrammi di stato, percorsi e processi sui diagrammi di stato
Concetti di calore e lavoro, diverse modalità di lavoro
Legge zero della termodinamica
Concetto di temperatura
Unità 2: Prima legge della termodinamica
Concetto di energia e varie forme di energia
Energia interna, entalpia
Calori specifici
Prima legge applicata a processi elementari, sistemi chiusi e volumi di controllo, analisi dei flussi costanti e instabili
Unità 3: Seconda legge della termodinamica
- Limitazioni della prima legge della termodinamica -
- Concetti di motori termici e pompe di calore / frigoriferi
- Dichiarazioni di Kelvin-Planck e Clausius e loro equivalenza
- Processi reversibili e irreversibili
- Ciclo di Carnot e principi / teoremi di Carnot
- Scala termodinamica della temperatura
- Disuguaglianza di Clausius e concetto di entropia
- Interpretazione microscopica dell'entropia -
- Il principio dell'aumento dell'entropia
- Diagrammi Ts
- Analisi di seconda legge del volume di controllo
- Disponibilità e irreversibilità
- Terza legge della termodinamica
Unità 4: Proprietà delle sostanze pure
Proprietà termodinamiche di sostanze pure in fase solida, liquida e vapore
Comportamento P-vT di semplici sostanze comprimibili, regola di fase, tabelle e grafici delle proprietà termodinamiche, gas ideali e reali, equazione di stato dei gas ideali e equazione di stato di van der Waals
Legge degli stati corrispondenti, fattore di compressibilità e grafico di compressibilità generalizzata
Unità 5: Relazioni termodinamiche
- Relazioni T-ds
- Funzioni di Helmholtz e Gibbs
- Relazioni di Gibbs
- Relazioni di Maxwell
- Coefficiente di Joule-Thomson
- Coefficiente di espansione del volume
- Comprimibilità adiabatica e isotermica
- Equazioni di Clapeyron e Clapeyron-Clausius
Unità 6: Cicli termodinamici
- Ciclo del vapore di Carnot
- Ciclo Rankine ideale
- Rankine riscalda il ciclo
- Ciclo Otto standard ad aria
- Ciclo diesel standard ad aria
- Ciclo Brayton standard dell'aria
- Ciclo frigorifero a compressione di vapore
Unità 7: miscele di gas ideali
Leggi di Dalton e Amagat, proprietà delle miscele di gas ideali, miscele aria-vapore acqueo e semplici processi termodinamici che le coinvolgono
Umidità specifiche e relative, punto di rugiada e temperatura di bulbo umido, temperatura di saturazione adiabatica, grafico psicrometrico
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