Corso di laurea: Ingegneria Civile, Ambientale e Gestionale Programmazione per l'A.A. 2020/2021

1. INTRODUZIONE AI MATERIALI. I materiali di interesse ingegneristico e le loro proprietà. Il prezzo e la disponibilità dei materiali. 2. STRUTTURA E PROPRIETÀ - PROPRIETÀ MECCANICHE Sforzo e deformazione. Prove di trazione. I moduli elastici. Elasticità lineare e non lineare. Basi fisiche del modulo. Forze interatomiche. Rigidità del legame. Impacchettamento degli atomi nei solidi. Determinazione del modulo di Young. Prove di durezza. Dislocazioni e snervamento. Proprietà delle dislocazioni. Meccanismi e metodi di rafforzamento e plasticità dei materiali policristallini. Frattura improvvisa e tenacità. Micromeccanismo della frattura improvvisa. Probabilità di fallimento e modulo di Weibul. Frattura per fatica. Meccanismo della fatica. Creep e frattura da creep. Meccanismo del creep e materiali resistenti al creep. 3. METALLI. Struttura dei metalli. Costituzione all'equilibrio e diagrammi di fase. Cambiamenti di fase allo stato solido. La trasformazione diffusiva c.f.c.-c.c.c. del ferro. I diagrammi TTT. La trasformazione invariante c.f.c.-c.c.c del ferro. La formazione della martensite. Le leghe leggere. Rafforzamento per solubilizzazione. Rafforzamento per precipitazione (invecchiamento). Acciai al carbonio. Microstrutture prodotte dal raffreddamento e loro proprietà meccaniche. Temprabilità. Acciai legati. Ghise. Acciai inossidabili. 4. POLIMERI E COMPOSITI. Termoplastomeri. Resine o termoindurenti. Elastomeri. La struttura dei polimeri. Peso molecolare e grado di polimerizzazione. Temperatura di transizione vetrosa. Comportamento meccanico dei polimeri. Diagrammi del modulo. Fenomeni che limitano la resistenza dei materiali polimerici. Materiali compositi. Compositi particellari. Cenni sulle proprietà meccaniche dei compositi a matrice polimerica con fibre di rinforzo lunghe o corte. 5. CORROSIONE. Corrosione secca e suoi meccanismi. Corrosione umida. Termodinamica dei processi di corrosione. Forme di corrosione. Meccanismi della corrosione umida. Corrosione per contatto, per vaiolatura, interstiziale, intergranulare, sotto sforzo, per fatica. Metodi di protezione. 6. LEGANTI. Gesso. Calci aeree. Malte. Calci idrauliche. Cemento portland. Prove sul cemento. Presa ed indurimento del cemento portland. Cementi speciali. I costituenti del calcestruzzo. Proprietà del calcestruzzo fresco. Proprietà del calcestruzzo indurito. Durabilità del calcestruzzo.

1. W. D. Callister Jr., “Scienza e Ingegneria dei Materiali una introduzione” - Edises

2. W. F. Smith, “Scienza e Tecnologia dei Materiali” - McGraw - Hill

3 . D. R. Askeland, P. P. Fulay, W. J. Wright, Scienza e tecnologia dei materiali – Città Studi Ed.

4. L. Bertolini, Materiali da costruzione – Città Studi Ed. Vol. 1 e 2

5. G.Bianchi, F. Mazza, Corrosione e protezione dei metalli – Collana tecnica AIM

6. Appunti delle Lezioni

FONDAMENTI DI TERMODINAMICA
a) Il sistema Termodinamico
Sistema Internazionale (Tab.CNR-UNI 10003) - Sis.Tecnico e Anglosassone. Definizioni e misurabilità
dell’energia interna. Il calore come modalità di scambio energetico. Il primo principio
della termodinamica in forma estesa.
b) Stati di equilibrio.
Grandezze di stato fisico e di percorso. Grandezze intensive ed estensive. Dipendenza del lavoro e del
calore dal tipo di trasformazione termodinamica. I postulati entropici. Proprietà della relazione
fondamentale. Processi reversibili e irreversibili. Trasformazioni quasi statiche. Equazione di Gibbs.
Il secondo principio della termodinamica (enunciati di Clausius e Kelvin).
c) Il gas ideale
Equazioni di stato. Calori specifici a P e V costanti. Le trasformazioni a T, P, V costanti. La trasformazione
adiabatica quasistatica. Entropia di un gas perfetto. Cenni sul comportamento dei gas reali.
d) I diagrammi di stato fisico.
I diagrammi (p-T), (p-v), (T-s). Vapore d’acqua. Principali trasformazioni del vapore d’acqua.
Titolo di vapore. Il diagramma di MOLLIER (h-s) per il vapore d’acqua.
e) Cicli diretti e inversi .
Processi e trasformazioni cicliche. Cicli diretti a vapore (Rankine e Hirn), Turbine a gas e cicli JouleBryton.
Il ciclo frigorifero. Rendimenti isoentropici. Cicli frigoriferi ad assorbimento. Applicazioni impiantistiche.
f) L’aria umida.
Le grandezze fondamentali. Diagrammi psicrometrici per l’aria umida. Le trasformazioni dell’aria umida.
Temperatura di saturazione e temperatura di rugiada. Condizionamento estivo e invernale
TRASMISSIONE DEL CALORE e cenni di fluidodinamica
g) moto dei fluidi
Equazione di Bernoulli. Similitudine, analisi dimensionale e modellizazione. Flussi interni ed esterni. Il
moto dei fluidi nei condotti. Numero di Reynolds. Regimi di movimento di un liquido in un condotto
(regimi: laminare, turbolento e di transizione). Fattore d’attrito. Sforzo tangenziale. Coefficienti di
viscosità dinamica e cinematica. Profili di velocitàg)
Trasmissione del calore per conduzione
h) Il postulato di Fourier. Il bilancio energetico in regime stazionario nel caso a simmetria piana. La lastra
piana; le pareti piane multistrato (con e senza generazione di potenza termica). Metodo dell’analogia
elettrica. Il bilancio energetico nel caso di simmetria cilindrica. Il tubo isolato. Analogia elettrica. Il raggio
critico. La conduzione in regime variabile: numero di Biot; metodo delle capacità concentrate.
i) Trasmissione del calore per convezione.
Concetto di strato limite: flusso esterno e flusso interno a superfici. Strato limite. Ipotesi dello strato
limite.
l) Convezione forzata:
Gruppi adimensionali per la convezione forzata e parametri di
similitudine. Gruppi adimensionali per la convezione naturale. Cenni all’analisi adimensionale.
Correlazioni adimensionali sperimentali per la convezione termica forzata per le principali
configurazioni di scambio termico all’esterno di superfici e all’interno di condotti.
m)Convezione naturale:
Considerazioni generali. Equazioni costitutive per la convezione naturale. Ipotesi di Boussinesque.
Convezione naturale in spazi aperti.
m) Trasmissione del calore per irraggiamento
Potere emissivo. Irradiazione. Grandezze monocromatiche e complessive. Il corpo nero: leggi di
Planck, Stefan-Boltzmann, Wien. I coefficienti d’assorbimento, riflessione, trasmissione ed emissione.
Legge di Kirchhoff. Il corpo grigio. Scambio di calore fra corpi neri: il fattore di forma. Schermi
antiradianti.
IMPIANTI TECNICI
n) Termotecnica
Cenni di combustione. Generatori di calore. Scambiatori di calore Reti di distribuzione idronica. Perdite di
carico continue e localizzate. Abaco di Moody.
Formule di Darcy-Weisbach, di Chézy, di Colebrook, di Kutter e di Darcy. Potenza di una macchina
idraulica operatrice (pompa). Calcolo delle prevalenze manometrica e totale di una pompa. Curve
caratteristiche. Terminali di emissione. Cenni sui Sistemi di regolazione
ACUSTICA
o) Principali grandezze acustiche. Leggi di propagazione delle onde sonore. Livello sonoro equivalente.
Analisi spettrale.

Termodinamica e trasmissione del calore CENGEL YUNUS A. - McGraw-Hill
Elementi di Fisica Tecnica per l’ingegneria Michael J. Moran et al. McGraw-Hill
Trasmissione del Calore. Bonacina A., Cavallini A. , Mattarolo L., CLEUP Padova
Manuale di Acustica Applicata, Spagnolo R., Utet
La progettazione degli impianti di climatizzazione negli edifici –EPC Magrini Anna Magnani Lorenza -
Dispense del Docente