Tecnologie Chimiche Industriali classe 4 ITIS
LA TEORIA DEI GAS
Le leggi empiriche dei gas ideali (leggi di Boyle, di Charles, di Gay-Lussac, di Avogadro), l'equazione di stato dei gas perfetti, la legge di Dalton sulle miscele gassose ideali, i gas reali, il diagramma di Andrews e la curva di Mathias, i parametri critici, l'equazione di van der Waals, il fattore di compressibilità z, i parametri ridotti, il principio degli stati corrispondenti, il diagramma generalizzato.
IL PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Il sistema, l'ambiente, l'Universo, le superfici di contorno, le variabili di stato, l'equilibrio termico e il principio zero della termodinamica, la funzione di stato, la funzione di percorso, la convenzione mista sui segni per il calore e il lavoro, l'esperimento di Joule e l'equivalenza tra calore e lavoro, l'energia interna, l'enunciato del primo principio della termodinamica, il calore latente, il calore molare (a pressione costante e a volume costante), le trasformazioni reversibili ed irreversibili aperte e chiuse e la loro rappresentazione nel piano di Clapeyron, il calcolo nelle varie trasformazioni isobare, isoterme, isocore, adiabatiche di lavoro, calore e variazione di energia interna.
TERMOCHIMICA
Il calore di reazione ed equazione termochimica, l'entalpia di reazione, il calore scambiato a pressione e a volume costante, lo stato standard, l'entalpia standard di formazione, la legge di Hess, la determinazione dei ΔH di reazione a partire dalle entalpie standard di formazione tabulate, la legge di Kirchhoff, il calcolo dell'entalpia di reazione standard a una temperatura diversa da quella dei dati tabulati.
IL SECONDO E IL TERZO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Le macchine termiche, il secondo principio della termodinamica: gli enunciati di Clausius e Kelvin, il rendimento di un ciclo motore, il ciclo di Carnot, il teorema di Carnot, l'uguaglianza di Clausius, il calcolo della variazione di entropia dei sistemi materiali, l'entropia e i processi irreversibili, il significato dell'entropia, i cenni al terzo principio della termodinamica, l'energia libera di Gibbs, la relazione tra energia libera, entalpia ed entropia in una reazione, l'energia libera molare standard di formazione, il calcolo della variazione di energia libera standard di una reazione.
LA TRASMISSIONE DEL CALORE, LE APPARECCHIATURE PER LO SCAMBIO TERMICO, IL CONTROLLO E LA MISURA DELLA TEMPERATURA
Le equazioni di trasferimento, i principi teorici (conduzione, convezione), il coefficiente di trasferimento globale, l'equazione di trasferimento globale e la temperatura media logaritmica, i fattori di sporcamento, il dimensionamento di uno scambiatore, gli scambiatori a doppio tubo (scambio in equicorrente e in controcorrente), gli scambiatori a fascio tubiero: descrizione e criteri di scelta, i condensatori, il controllo della temperatura nei refrigeranti e in un riscaldatore, la misurazione della temperatura con termometri termomeccanici (bimetallici a spirale e a elica, a bulbo a dilatazione di liquido, a dilatazione di gas), i termometri termoelettrici (termocoppia, termoresistenza, termistori, sensori integrati), i pirometri.
L'OPERAZIONE UNITARIA DI EVAPORAZIONE
Generalità sull'evaporazione, la tensione di vapore e la temperatura di ebollizione delle soluzioni, il diagramma di Duhring e la determinazione dell'indice di prestazione energetica (IPE), il diagramma entalpia-concentrazione, la determinazione dell'entalpia specifica del vapore svolto, l'evaporazione a singolo e a multiplo effetto in equicorrente e controcorrente, i bilanci di materia e di energia applicati agli evaporatori, il dimensionamento di un impianto di evaporazione a singolo e a duplice effetto, l'efficienza di un impianto di evaporazione, l'influenza delle variabili di processo, le caratteristiche tecniche degli evaporatori: a tubi orizzontali, a tubi verticali corti, a tubi verticali lunghi tipo "kestner" a film risalente, a tubi verticali lunghi con discendente di ricircolazione, a tubi verticali lunghi a film cadente, a film turbolento tipo LUWA, le apparecchiature ausiliarie (eiettore, condensatore a miscela, separatore di trascinamento a ciclone, pompa ad anello liquido, scaricatore di condensa), il bilancio di energia al condensatore barometrico, lo schema di impianto e di controllo di un evaporatore a singolo effetto e duplice effetto in equicorrente e controcorrente secondo le norme UNICHIM.
L'OPERAZIONE UNITARIA DELL'ESSICCAMENTO
L'igrometria dell'aria, l'umidità assoluta, relativa e di saturazione, la temperatura di rugiada, la temperatura di bulbo secco e di bulbo umido, il volume specifico, i metodi per rendere l'aria essiccante, il diagramma igrometrico, le generalità sull'essiccamento diretto ed indiretto, i bilanci di materia e di energia relativi all'essiccamento diretto, monostadio e multistadio, gli apparecchi usati per l'essiccamento, lo schema di impianto e di controllo.
