Corsi di studio in "Architettura"
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 Corsi di insegnamento: Fisica tecnica (2013/2014) (SA) Logout
 

Fisica tecnica (2013/2014) (SA)

 

Anno accademico 2013/2014

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Codice del corso 1003484
Docente Prof. Angelo Farina (Titolare del corso)
Anno 3° anno
Corso di studi Scienze dell'architettura
Tipologia Di base
Crediti/Valenza 8
SSD ING-IND/11 - fisica tecnica ambientale
Erogazione Mista
Lingua Italiano
Frequenza Facoltativa
Valutazione Scritto ed orale
Storico Anni precedenti
 

Obiettivi formativi del corso

Il corso si propone di fornire le nozioni di base della termodinamica, della fluidodinamica e della trasmissione del calore necessarie ai fini dell’analisi energetica dei sistemi. In particolare ci si propone di fornire allo studente le nozioni di base riguardo i fenomeni fisici fondamentali che regolano il sistema edificio impianto, nonché l’interazione tra edificio ed ambiente circostante. Come introduzione al corso si richiameranno alcuni concetti fondamentali della fisica classica.

CORSO AD ESAURIMENTO: nel corrente A.A. 2014/2015 il corso è tenuto da un altro docente (prof. Bozzoli), con un nuovo programma (ridotto), e gli esiti delle prove intercorso conseguiti nel precedente A.A. 2013/2014 vanno perduti.

Clicka qui per accedere alla pagina web del nuovo corso di Fisica Tecnica A.A. 2014/2015 su Campusnet.

Clicka qui per accedere al "syllabus" del nuovo corso di Fisica Tecnica A.A. 2014/2015 su UGOV.

Si consigliano pertanto tutti gli studenti che hanno ottenuto l'esenzione dallo scritto sulla base delle prove intercorso svolte nel precedente A.A. 2013/2014 di concludere l'esame entro la sessione straordinaria (primaverile) 2015: questa è l'ultima sessione tenuta dal precedente titolare del corso (prof. Farina).

ATTENZIONE! Dal 1 gennaio 2015 le iscrizioni agli esami possono essere fatte solo sulla piattaforma ESSE3 !

Modalità di Esame

L'esame consiste in una prova scritta e in un colloquio sugli argomenti teorici compresi nel programma.

La prova scritta è costituita principalmente da esercizi da svolgere in forma numerica, e può contenere domande a risposta multipla (crocette) o a risposta numerica (numero ed unità di misura). Nel corso dello svolgimento della prova scritta è obbligatorio disporre di una calcolatrice scientifica, mentre non possono essere usati smartphone, tablet o computer portatili. E' necessario inoltre disporre di tabelle e grafici necessari alla soluzione dei problemi, ed è possible consultare appunti, dispense o libri in forma cartacea. Gli allievi con D.S.A. sono pregati di contattare il docente prima dello svolgimento della prova scritta per concordare l'utilizzo di strumenti compensativi o di una diversa modalità di esame.

Poichè la prova orale fornisce tipicamente una variazione di punteggio rispetto alla prova scritta compreso fra +/- 5 punti, occorre aver conseguito almeno 15 punti nella prova scritta per essere amessi alla prova orale. Comunque, anche chi consegue un punteggio elevato nella prova scritta (ad es. 30), deve comunque obbligatoriamente rispondere alle domande orali. Se fa scena muta o mostra di non avere la minima padronanza della materia può essere sempre respinto, per quanto alto fosse il punteggio conseguito con la prova scritta.

L'esame orale è principalmente incentrato sulla teoria, ed occorre dimostrare di conoscere e comprendere le definizioni delle grandezze fisiche e le loro relazioni logiche di causa-effetto.

La padronanza del linguaggio e della terminologia tecnica sono fondamentali nella prova orale, il candidato deve mostrare anzitutto di "saper parlare" con competenza degli argomenti tecnici oggetto del corso. Non occorre invece dimostrare di conoscere a memoria complesse formule matematiche contenenti costanti numeriche, per esse è possibile portare con se un formulario o delle tabelle, da consultare alla bisogna durante la prova orale. Molto ben valutata anche la capacità di esprimere i concetti medianto l'uso di disegni, grafici, schemi, etc., che lo studente deve saper schizzare senza esitazioni, attingendo al ragionamento ed alla propria memoria visiva, fondamentale per un architetto.

L'interrogazione dà poca rilevanza alle capacità mnemoniche (pappardella imparata a memoria) e richiede invece che il candidato sappia scrivere ed elaborare le relazioni analitiche che supportano il ragionamento, impostando semplici equazioni di biancio dell'energia, della massa o della forza, e sappia disegnare dispositivi tecnologici, diagrammi, schemi, figure, etc..  

All'orale possono capitare anche esercizi da svolgere, con la differenza che, mentre durante la prova scritta viene richiesto di operare il calcolo in forma numerica, con la calcolatrice, durante la prova orale è sufficiente impostare il procedimento risolutivo in termini di relazioni analitiche in forma simbolica. L'altra differenza è che, mentre durante la prova scritta lo studente può consultare qualunque materiale cartaceo di supporto, incluso libri, appunti e dispense, durante l'orale si possono consultare solo i grafici e le tabelle delle proprietà dei materiali (che occore dimostrare di conoscere e saper usare), mentre non si possono consultare le dispense o altri testi di presentazione teorica delle relazioni analitiche che lo studente deve saper impostare da solo (e, ancora una volta, è decisamente meglio valutato chi le sa ricavare al momento, rispetto a chi le impara a memoria, pratica sempre deprecabile).

Sono argomento di esame orale anche esempi di applicazione del tipo di quelli presentati durante le esercitazioni. 

Gli studenti che raggiungono una valutazione sufficiente nel corso delle prove intercorso in aula sono esentati dalla prova scritta in sede di esame, ma debbono comunque sostenere la prova orale (colloquio), e anche ad essi si applica il concetto che, se la prestazione alla prova orale è inaccettabile, anch'essi possono venire respinti.

Se vogliono, gli studenti che hanno raggiunto l'esenzione dalla prova scritta grazie alle prove intercorso possono comunque sostenere anche la prova scritta in sede di esame, al fine di migliorare il voto di partenza. E nel caso la prova scritta vada male, rimane per loro valido il risultato dele prove intercorso, quindi "provare" a fare lo scritto non presenta alcun rischio.

A parte questi studenti, per gli altri vale la regola che la prova orale va sostenuta lo stesso giorno della prova scritta: le due prove costituiscono due momenti di una unica valutazione integrata, e di regola sono inscindibili.

Qualunque sia il voto conseguito nello scritto, il mancato superamento della prova orale può portare alla bocciatura.

E' sempre raccomandabile venire ad assistere agli esami in un appello precedente a quello in cui si intende partecipare. 

 

Esami in orario di ricevimento

Durante i periodi in cui non sono previsti appelli (con l'esclusione del mese di Agosto, del periodo di vacanze natalizie e pasquali), e' possibile chiedere di svolgere l'esame durante i normali orari di ricevimento studenti. Tali esami si svolgono di norma esattamente con le stesse modalita' degli esami "normali", cioe' prova scritta seguita da interrogazione orale, salvo particolari esigenze dello studente (DSA, etc.).

La verbalizzazione e' immediata, quindi e' necessario che gli studenti che chiedono di fare l'esame in orario di ricevimento siano sicuri di essere autorizzati a sostenere l'esame in tale data. Di fatto, solitamente questo e' vero per gli studenti fuori corso. Comunque il docente non e' in grado di valutare la posizione del singolo studente, ci sono casi complessi e discutibili: per cui spetta allo studente informarsi presso la Segreteria Studenti e verificare di poter sostenere l'esame nella data prescelta. In caso di verbalizzaizone in data "vietata", l'esame viene automaticamente annullato e va ripetuto in toto (non semplicemente ri-registrato).

Per partecipare agli esami in orario di ricevimento, lo studente deve inviare una E-mail al docente, specificando nome, cognome, matricola, corso di studio e data/date prescelte per l'esame. Le richieste verranno accettate in ordine di arrivo, sino al numero massimo di 3 esami per ogni giornata di ricevimento.

In caso di disdetta lo studente deve informare tempestivamente il docente, in modo da poter "ripescare" altri colleghi eventualmente "in lista di attesa" per la stessa data. In caso di mancata comunicazione della disdetta, lo studente perde il diritto a sostenere eami in orario di ricevimento sino alla conclusione della successiva sessione ufficiale di esami.

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Risultati dell'apprendimento

Il corso si propone di fornire ai futuri architetti anzitutto la comprensione fisica dei fenomeni energetici relativi all'involucro edilizio ed al benessere termoigrometrico, basata sulla padronanza dei principi fondamentali della termodinamica, della fluididnamica, della trasmissione del calore e del suono.

Un secondo risultato sarà la conoscenza della terminologia tecnica, ovvero della capacità di usare correttamente i nomi delle grandezze fisiche interessate, avendone compreso il significato e associandole correttamente alla relative unità di misura.

Un terzo risultato consiste nella capacità di valutare le relazioni di causa-effetto, in modo da essere in grado di operare scelte progettuali sensate, basate non già su valutazioni numeriche, ma semplicemente su valutazioni approssimate ("rules of thumb").

I tre risultati suddetti sono da considerare il minimo livello da raggiungere per superare l'esame.

Agli studenti più intraprendenti, che mirano a voti alti (superiori al 20), si propongono comunque due ulteriori risultati da raggiungere:

- la capacità di impostare semplici equazioni di bilancio della massa, della forza, e della energia nelle sue varie forme, ed operare i relativi calcoli in forma numerica, al fine di operare dimensionamenti progettuali accurati, senza la necessità di rivolgersi ad un ingegnere per il dimensionamento dell'isolamento termico, acustico, o degli impianti di un edificio.

- La capacità di individuare la soluzione tecnica più appropriata in relazione al vigente complesso quadro legislativo e normativo, al fine di soddisfare le prescrizioni di legge in termini di risparmio energetico, di isolamento acustico e di confort, in funzione di diversi possibili utilizzi dell'edificio (residenziale, scolastico, ospedaliero, per l'intrattenimento, etc..).

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Attività di supporto

Le attività di supporto sono basate primariamente sull'utilizzo della piattaforma Campusnet. Per accedere alle stesse, il prerequisito fondamentale è che tutti gli studenti si iscrivano al corso (il link per iscriversi è in fondo a questa pagina).

In questo modo viene dato accesso ad una vasta raccolta di dispense, presentazioni Powerpoint, videoregistrazione delle lezioni, etc.

E' inoltre posisbile comunicare con il docente, rivolgendo specifiche richieste di supporto e di chiarimento.

Ovviamente esiste sempre la possibilità di chiedere supporto "faccia a faccia" durante l'orario di ricevimento.

Le lezioni teoriche vengono videoregistrate, e gli studenti dell'anno in corso redigono via via un nuovo set di dispense "online". Tutto il materiale suddetto è disponibile qui: Pagina del Corso di Fisica Tecnica A/A 2013-2014

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Note

ATTENZIONE !!!

Gli studenti debbono obbligatoriamente REGISTRARSI al corso!!!

Chi non è registrato non potrà sostenere l'esame...

Si consiglia di tenere monitorato lo svolgimento delle lezioni, e scaricare le registrazioni audio-video delle stesse e le dispense redatte ex-novo dagli attuali studenti, tramite questa pagina web:

Pagina del Corso di Fisica Tecnica A/A 2013-2014

 

ATTENZIONE: corso ad esaurimento, gli ultimi esami con programma e modalità dell'A.A. 2013-2014 avranno luogo entro aprile 2015. Da giugno 2015 il corso passa ad altro docente e gli esiti delle prove intercorso vanno perduti.

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Programma

Contenuti:

Unità di misura e richiami di fisica classicaDefinizione di misura. Unità di misura fondamentali e derivate. Analisi dimensionale. Sistema di unità di misura. Il Sistema internazionale di unità di misura. Richiami di cinematica e dinamica: velocità, accelerazione, forza, massa, peso, densità, lavoro, energia, potenza. Energia cinetica e potenziale. Principi di conservazione dell’energia. Stati della materia. Definizione di fluido. Densità e peso specifico. Definizione di pressione, pressione atmosferica. Legge di Stevino, pressione idrostatica. Misure di pressione: Manometro a tubo aperto. 

TermodinamicaGeneralità e definizioni. Sistemi chiusi. Primo principio della termodinamica e proprietà energia.  Secondo principio della termodinamica. Reversibilità e Irreversibilità. Macchine termiche dirette ed inverse. Macchina reversibile. Sistemi semplici monocomponenti.  Superficie (p, v, T) e diagrammi termodinamici (p, v) e (p, T).  Proprietà dei liquidi.  Proprietà e trasformazioni dei vapori saturi e surriscaldati. Gas perfetti.  Proprietà e trasformazioni dei gas perfetti. Sistemi aperti.  Definizioni.  Equazioni di bilancio di massa ed energia. Esempi applicativi di sistemi aperti.

Miscele di aria e vapore d’acqua. Miscele di gas perfetti: proprietà principali. Miscele di aria e vapor d’acqua: la psicrometria dell’aria. Principali proprietà delle miscele di aria umida: temperatura a bulbo secco, titolo, grado igrometrico, grado di saturazione, entalpia. Descrizione del Diagramma psicrometrico e suo uso. Temperatura di rugiada, di saturazione adiabatica e di bulbo umido. Misura del grado igrometrico: lo psicrometro. Principali trasformazioni delle miscele di aria umida: riscaldamento e raffreddamento sensibile; raffreddamento con deumidificazione; umidificazione; miscelazione adiabatica.

Fluidodinamica. Aspetti fisici del moto di un fluido. Portata in volume e in massa, velocità media del fluido. Viscosità.  Moto laminare e moto turbolento. Strato limite fluidodinamico. Numero di Reynolds. Moto dei fluidi nei condotti. Equazione di bilancio dell'energia meccanica. Equazione di Bernoulli. Perdite di carico.  Teorema di Buckingham. Misure di velocità e di portata.

Trasmissione del calore. Conduzione.  Legge di Fourier.  Conduzione stazionaria. Analogia elettrica. Convezione.  Analisi dimensionale.  Convezione forzata, naturale e mista. Irraggiamento termico.  Generalità e definizioni.  Leggi dell'irraggiamento. Fattore di forma e sue proprietà.  Applicazioni relative al mutuo scambio radiativo tra superfici nere e grigie. Contemporanea presenza di diverse modalità di scambio.  Coefficiente globale di scambio termico. Trasmittanza di una parete.

Iluminotecnica. Definizioni e grandezze fondamentali. Quantità di luce e qualità della luce. Illuminazione artificiale, diversi tipi di sorgenti luminose. Calcolo del flusso luminoso necessario con il metodo del Fattore di Utilizzazione.

Elementi di acustica. Grandezze acustiche fondamentali. La propagazione del suono all’aperto e negli ambienti confinati. Proprietà acustiche dei materiali e degli edifici

Modalità di lezione:
Il corso è strutturato in lezioni frontali ed esercitazioni, che costituiscono un momento di verifica e chiarimento delle nozioni teoriche acquisite. 

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Testi consigliati e bibliografia

Cengel Yunus A., Termodinamica e Trasmissione del Calore,  MCGRAW-HILL.

Patrizio Fausti, Acustica in Edilizia , Rockwool Italy, Milano (2005).

Arianna Astolfi e Maria Giovannini: Acustica delle aule scolastiche, Rockwool Italy, Milan (2012)

nota: il secondo e il terzo libro non sono in vendita, ma possono essere scaricati gratuitamente in formato PDF dal sito della Rocwwool, a cui può anche essere richiesta una copia cartacea gratuita. Grazie Rockwool!

In realtà, per preparare l'esame, possono essre perfettamete sufficienti le dispense redatte dagli studenti nel corso delle lezioni, e liberamente scaricabili da questo sito:

Corso di Fisica Tecnica A/A 2013-2014

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Registrazione Green Attiva
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Ultimo aggiornamento: 02/04/2015 11:32
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