FisicaCORSO DI LAUREA IN VITICOLTURA ED ENOLOGIA

Università degli Studi di Udine

Corso mutuato per i Corsi di Laurea in:

Scienze e Tecnologie Alimentari,

Scienze e Tecnologie Agrarie,

Scienze e Tecnologie per l'Ambiente e la Natura

 

Prof. Alberto Stefanel, stefanel@fisica.uniud.it

 

Docente: Alberto StefanelDipt.di Fisica.Segr.: 0432 55 82 10FAX: 0432 55 82 22E-mail: stefanel@fisica.uniud.itRicevimento: mercoledì 15.00-17.00 (su appuntamento)

Per comunicazioni

Testi integrativi

• D.Halliday, R. Resnick – FONDAMENTI DI FISICA – Ed. Ambrosiana 2006

Esercizi oltre che quelli sui testi indicati

• http://www.fisica.uniud.it/%7Ecobal/

Riferimenti specifici verranno indicati per le diverse parti del corso

Le presentazioni delle lezioni sono pubblicate su:

http://www.fisica.uniud.it/stefanel/

Può essere sostituito da %7E

Esame

Alla fine del corso prova scritta comprendente 4 quesiti (indicativamente uno per ciascun tema del corso) ciascuno due quali suddiviso in 2-3 punti

Durante la prova -sarà consentito l’uso di un formulario scritto su una facciata di foglio A4 e della calcolatrice non programmabile-non sarà consentito l’uso del testo, né degli appunti.

Con voto ≥ 15 si può accedere all’oraleCon voto ≥ 24 si può registrare direttamente il voto (a scelta)

N.B. Esercizi che potranno servire come traccia verranno svolti durante le lezioni del corso e in particolare negli appositi incontri.Guardare anche esercizi assegnati nelle prove degli anni scorsi (http://www.fisica.uniud.it/stefanel/)(http://www.fisica.uniud.it/cobal/)

Programma del corso

I:Fisica:la natura della disciplina- Le diverse parti della fisica classica e i diversi modi di guardare ai fenomeni- Principi, leggi fisiche e modelli – Il ruolo dell’esperimento in fisica- Grandezze fisiche (definizione operativa e definizione attraverso una legge; le grandezze relative ai diversi ambiti della fisica; grandezze intensive ed estensive; grandezze scalari e grandezze vettoriali)- Sistemi di unità di misura – Il Sistema Internazionale – Unità di misura fondamentali e unità di misura derivate - Conversioni di unità di misura- Equazioni dimensionali- Vettori, loro rappresentazione e operazioni con essi- Stime di ordini di grandezza- Stime numeriche di grandezze fisiche e incertezze

F - Il concetto di pressione e lo stato di un fluido - Le leggi della statica dei fluidi- Distinzione tra solidi, liquidi e gas- Fluidi come sistemi privi di forma e come sistemi che non possono reagire a sforzi di taglio- Densità media e densità locale di un sistema- Pressione come forza distribuita su una superficie esterna a un sistema e come grandezza che caratterizza le forze distribuite sulle superfici che delimitano porzioni arbitrarie di fluido (pressione come grandezza di stato di un fluido o un sistema idrodinamico in generale); il manometro a mercurio; l’aneroide- Compressibilità isoterma; il piezometro- Il principio di Pascal- La legge di Stevino (esempi significativi: i vasi comunicanti; la pressione in una atmosfera isoterma; il sifone; il manometro a liquidi; dispositivi per misurare la densità relativa di liquidi non miscibili e di liquidi miscibili)- La legge di Archimede (condizioni di galleggiamento e di affondamento di un corpo; galleggiamento e posizione di galleggiamento di un corpo)

F - Le leggi della dinamica dei fluidi- Descrizione dei fluidi come porzioni separate e interagenti; descrizione dei fluidi alla Eulero- Flussi stazionari e non stazionari; rotazionali e irrotazionali- Fluidi viscosi e fluidi ideali non viscosi- Moto laminare e moto turbolento in un fluido- Equazione di continuità per un fluido in assenza di sorgenti (moto in un condotto)- Il teorema di Bernoulli per il moto stazionario di un fluido incomprimibile e non viscoso (suo significato fisico e sue applicazioni allo studio: del moto di un fluido in un condotto; della fuoriuscita da un’apertura praticata in un serbatoio; della spinta di un getto d’acqua)

F - Fluidi viscosi e fenomeni di capillarità- Forze di resistenza allo scorrimento in fluido (modello laminare)- La viscosità di un fluido- La legge di Poiselle per il moto di un fluido viscoso in un condotto- la legge di Stokes per il moto di una sfera in un fluido viscoso (la caduta di una biglia in un fluido viscoso)- Forze agenti sulla superficie di un fluido- La tensione superficiale- Le principali leggi sulle superficie fluide curve

TD – TermodinamicaEquilibrio termico e definizione operativa di temperaturascale termometriche e punti fissi – il punto triplo dell’acquaPrincipio zero della termodinamicaIl termometro a gas a volume costante, termometro a gas idealeLa dilatazione termica (lineare e di volumica) e i termometri a dilatazioneCapacità termica, calore specifico (a volume costante e a pressione costante) Definizione operativa di calore (legge fondamentale della calorimetria)Conduzione del calore e legge che la descrive, conducibilità termica Aspetti fenomenologici della convezione del calore e dell’irraggiamentoTransizioni di fase e calore latenteLavoro in termodinamica, sua interpretazione grafica in un diagramma PV per un sistema idrostaticoDipendenza dal percorso di calore e lavoroEnergia interna come funzione di statoPrimo principio della termodinamicaApplicazione del primo principio ai principali casi di trasformazioniCicli termodinamici (esempi di cicli: Otto, Diesel; Stirling; Carnot), macchine termiche e rendimento in un cicloEsempio di ciclo frigorifero (frigorifero di Stirling)

Trasformazioni termodinamiche reversibili e irreversibiliEspansione libera come esempio di trasformazione irreversibileLa seconda legge della termodinamica (enunciati di Kelvin-Planck e di Clausius)Il concetto di entropia e valutazione delle variazioni di entropia in trasformazioni isotermeIrreversibilità dei processi naturali, legge dell’aumento dell’entropia nei sistemi chiusi e la seconda legge della termodinamica

TD - Gas idealegge di stato dei gas ideali, sua determinazione in base a un modello microscopico semplificato di gas ideale, numero di AvogadroTrasformazioni isoterma e adiabatica per un gas idealeCalcolo del lavoro per le trasformazioni di gas ideali isocore, isobare, isoterme, adiabaticheCalori specifici molari a pressione costante per i gas monoatonici e biatomici Relazione che lega il calore specifico a pressione costante e il calore specifico a volume costante per un gas.

O – Ottica Descrizione fenomenologica dei principali processi che si hanno nella interazione luce materia: riflessione, rifrazione, diffusione (per riflessione e per rifrazione); trasmissione, assorbimento.Le leggi della riflessione.La riflessione da una superficie piana e da una superficie curvaLo specchio sferico, la legge dei punti coniugati per lo specchio sferico, il fuoco di uno specchio sfericoLe leggi della rifrazioneIndice di rifrazione assoluto e relativo e suo legame con la velocità della luce nei mezziDipendenza dell’indice di rifrazione dal colore (dalla lunghezza d’onda) e dispersione della luceRifrazione della luce nell’attraversamento di superfici piane e di superfici curveIl fenomeno della riflessione totaleIl diottro sfericoLa lente sottile, la legge dei punti coniugati, distanza focale della lenteLe diottriePropagazione della luce e principio di reversibilità del cammino otticoImmagini reali e immagini virtualiPolarizzazione della luceFenomeni di interferenza luminosaSpettri di emissione e assorbimento.

Costituiscono premessa delle conoscenze necessarie per affrontare i temi precedenti, i seguenti aspetti che saranno affrontati durante il corso come inserti, ma che non costituiranno oggetto specifico d’esame:- Le forze come descrittori dell'interazione tra sistemi- I principi dell’equilibrio del punto materiale- Lavoro, energia cinetica e energia potenziale. Teorema dell’energia cinetica. - Principio di conservazione dell’energia meccanica- Potenza

Prerequisiti al corso

È indispensabile avere nozioni di base di:- Algebra- Geometria sintetica (congruenze e similitudini) e analitica (rette e parabole)- Trigonometria-Esponenziali e Logaritmi

Importante: farsi queste competenze il più presto possibilePossono essere utili testi di matematica dei licei scientifici

Nozioni utili e pratiche verranno comunque spiegate durante le lezioni

Consigli di lavoro:

Stampare il file con la presentazione prima di venire a lezione e integrare con appunti durante le lezione

Fare domande, richiedere chiarimenti durante le lezioni

Rielaborate gli appunti di volta in volta, lavorate in gruppi e venite al ricevimento con domande specifiche