17 07 19

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Esame di Fisica Tecnica 17/7/19 Problema 1 Una bombola di volume v=200 dm 3 è divisa in due parti tramite un setto bloccato, in entrambe le sezioni è contenuto ossigeno (considerabile gas perfetto). All’ inizio le temperature e le pressioni sono: TA1=60C, TB1=20C, pA1=10bar, pB1=2bar e tra i due volumi c’è la relazione vB1=2,33vA1. Quando il pistone viene sbloccato si raggiunge uno stato di equilibrio. (C è l’insieme di A e B). Determinare: 1- Le temperature e le pressioni nel nuovo stato 2 e i volumi vA2 e vb2 2- Se il processo è reversibile, irreversibile, impossibile o non determinabile sotto questo aspetto 3- Disegnare sul diagramma (U,s) gli stati : A1, A2, B2, B1, C1,C2, il processo 1 →2 e la relativa disponibilità adiabatica 4- (facoltativo: 3 punti) se nello stato C2 il setto che separa A e B viene rimosso, il sistema subisce un processo di rilassamento che porta a uno stato C3 di equilibrio? Se sì calcolare p, s, T in C3 Problema 2 (temperatura ambiente T=20C, dispersioni termiche trascurabili, cadute di pressione trascurabile) Problema 3 Problema 4 Una corrente d’aria fluisce a T=20C, v=21 m/s in un condotto di sezione rettangolare (60x40 cm) le cui pareti sono a temperatura 20C. Sulle pareti si trovano24 perni cilindrici in acciaio di diametro 15 mm e lunghezza 100 mm che inizialmente sono a T=750C e poi si raffreddano grazie al flusso d’aria. Determinare: 1- Il coefficiente di scambio termico convettivo 2- Il tempo necessario perché i cilindretti arrivino a 150C 3- Se è plausibile l’ipotesi di trascurare lo scambio termico radiativo (errore<10%) sapendo che i cilindretti sono lucidi ( ρ=0,92) (aria: k=0,05 W/mK; cp=1007,4 J/kgK; µ=33,5x10-6 kg/ms Acciaio: k=50 W/mK; cp=450 J/mK; densità 7800 kg/m3)