Fisica tecnica ambientale

La variazione della temperatura su una superficie limite di uno spazio seminfinito omogeneo e isotropo (definito mezzo) è di tipo sinosuidale con periodo pari a t0. Allora, il tempo di ritardo a una distanza x dalla superficie limite: Aumenta con l'aumentare del periodo t0. Diminuisce con l'aumentare del periodo t0. Aumenta con l'aumetare della diffusività termica del mezzo. Aumenta con l'aumentare della conducibilità del mezzo.

Due muri di uguale spessore hanno rispettivamente diffusività termica D1 e D2 (D1>D2). La superficie esterna del muro sia caratterizzata da una variazione di tipo sinosuidale. Allora, posso dire delle relative temperature massime Tmax1 e Tmax2 misurate sulla superficie interna che: Dipende dal periodo dell'onda termica. Tmax1. Tmax1=Tmax2. Tmax1>Tmax2.

Due muri di uguale spessore hanno rispettivamente diffusività termica D1 e D2 (D1>D2). La superficie esterna del muro sia caratterizzata da una variazione di tipo sinosuidale. Allora, posso dire relativamente ai rispettivi tempi di ritardo Tr1 e Tr2. Tr1>Tr2. Tr1. Tr1=Tr2. Dipende dal periodo dell'onda termica.

Se la variazione della Temperatura in funzione del tempo è di tipo periodico sinousidale con frequenza pari a 10 Hz allora il relativo periodo è pari a: 1 secondo. 0,1 secondi. 10 secondi. 0,1 minuti.

Nella presente equazione che esprime la variazione della temperatura in regime variabile nel caso monodimensionale, lo sfasamento è dato da: wt-bx. -bx. e^-bx. A0e^-bx.

A parità delle altre caratteristiche fisiche;Il valore relativo al fattore di smorzamento di una parete omogenea di spessore noto: Aumenta con l'aumentare della conducibilità termica del materiale. Diminuisce con l'aumentare della conducibilità termica del materiale. Diminuisce con il diminuire della densità del materiale. Diminuisce con il diminuire del calore specifico del materiale.

Supponendo che la temperatura su una parete di mattoni abbia una variazione sinosuidale con periodo pari a 86400 sec: allora lo smorzamento della parete di mattoni con Diffusività termica pari a 5 mm2/s e spessore di 50 cm è pari a circa: 0.26. 2.6. 0.026. 0.0026.

Data D la diffusività termica di una parete, allora il tempo di ritardo in funzione della distanza x dalla superficie soggetta a una variazione di temperatura superficiale di tipo sinosuidle è dato da: (raice quadrata) t0/πD. (raice quadrata) (t0/πD)(x/w). (raice quadrata) (t0/πD)(x/2). (raice quadrata) (t0/D)(x/w).

La variazione della temperatura su una superficie limite di uno spazio seminfinito omogeneo e isotropo è di tipo sinosuidale con semiampiezza A0. Allora, la soluzione dell'equazione generale di Fourier in regime variabile nel caso monodimensionale e in assenza di calore per suddetta condizione al contorno è data da T(τ,x)=: Tm+A0e^(-Bx) * sin (wt+Bx). Tm+A0e^(-Bx) * sin (wt-Bx). Tm+A0e^(-x) * sin (wt-Bx). Tm+A0e^(-x) * sin (wt+Bx).

L'espressione dell'equazione generale della conduzione nel caso monodimensionale senza produzione interna di calore è esprimibile mediante la seguente relazione: D(∂^2T/∂x^2)=0. D(∂^2T/∂x^2)=∂T/∂y. D(∂T/∂x)=∂T/∂y. D(∂^2T/∂x^2)=∂T/∂r.

Nell'affrontare un problema legato alla trasmissione del calore tra una piastra a Temperatura Tp e un fluido a temperatura Tf, al fine di individuare le proprietà fisiche del fluido, si deve fare riferimento alla temperatura data dalla relazione: (Tp+Tf)/2. Tp. Tf. (Tp-Tf)/2.

Nel fenomeno della convezione sia: Nu il numero di Nusselt, λ la conducibilità del fluido e L la dimensione caratteristica del sistema, allora il coefficiente di convezione h è dato da. h= λ/ Nu L. h= (λ L )/Nu. h= (Nu /(λ L). h= (Nu λ)/ L.

Il numero di Prandtl di un fluido non dipende da: Il coefficiente di dilatazione cubica del fluido. Il calore specifico del fluido. La conducibilità termica del fluido. La viscosità del fluido.

Se un fluido a temperatura di 30°C lambisce una lastra verticale a 90°C e i valori di Grashof e Prandtl sono rispettivamente 2x107 e 0,5 allora il numero di Rayleigh è uguale a: 1*10^7. 2*10^7. 0,5*10^7. 2*10^-7.

Il numero di Grashof non dipende da: La densità del fluido. La viscosità del fluido. Il coefficiente di dilatazione cubica del fluido. La conducibilità termica del fluido.

Se una lastra verticale a temperatura Tp è lambita prima da aria a temperatura Tf e poi da acqua a temperatura Tf posso dire che il flusso termico scambiato con l'acqua è: Maggiore di quello scambiato con l'aria. Minore di quello scambiato con l'aria. Uguale a quello scambiato con l'aria. Dipende dalla superficie della lastra.

Un fluido scorre con una velocità di 2 cm/s all'interno di un tubo di diametro pari a 4cm. Sapendo che la sua densità è di 900 kg/m3 e la sua viscosità è di 0,41 10-3 kg/ms allora il numero di reynold del fluido è pari a circa : 1.76. 17560. 175609. 1756.

Il flusso termico q scambiato per convezione tra la superficie di un tubo e a temperatura Tp e diametro D e un fluido che lo attraversa a temperatura Tf è dato da: πDh(Tp-Tf). 2πDh(Tp-Tf). πh(Tp-Tf)/D. 2πh(Tp-Tf)/D.

In un tubo di diametro di 10 cm passa acqua a 80°C. Sapendo che la conducibilità dell'acqua a 80° C è pari a 0,67 W/Km, la densità 960 kg/m3 , e il numero di Nusselt è di 7; allora il coefficiente di scambio termico, espresso in W/m2K , è pari a: 46.9. 143.28. 0.469. 1.04.

Il flusso termico q scambiato per convezione tra un fluido alla temperatura Tf e una lastra verticale di superficie A e temperatura Tp è dato da: Ah(Tp-Tf). h(Tp-Tf)/A. 2Ah(Tp-Tf). 2h(Tp-Tf)/A.

L'emissione specifica (moocromatica) di un corpo nero: Non dipende dalla temperatura. Non dipende dalla lunghezza d'onda. Non dipende dalla natura del corpo. Dipende dalla natura del corpo.

Il coefficiente di assorbimento di un corpo nero: Varia con la lunghezza d'onda. E' ugale a 1 per ogni lunghezza d'onda. Varia con la temperatura. E' minore di uno per ogni valore della lunghezza d'onda.

La legge di Wien (seconda legge del corpo nero) ci dice che: La lunghezza d'onda per cui si ha emissione monocromatica massima per un corpo nero è inversamente proporzionale alla sua temperatura. La lunghezza d'onda per cui si ha emissione monocromatica massima per un corpo nero è direttamente proporzionale alla sua temperatura. L'emissione monocromatica per cui si ha la lunghezza d'onda massima massima per un corpo nero è inversamente proporzionale alla sua temperatura. La massima lunghezza d'onda per cui si ha emissione in un corpo nero è data da una costante diviso la temperatura assoluta del corpo.

La prima legge del corpo nero (Legge di Stefan Boltzmann) ci dice che: L'emissione monocromatica di un corpo nero è proporzionale alla temperatura del corpo elevata alla 4 potenza. L'integrale della curva di emissione di un corpo nero è proporzionale alla temperatura del corpo elevata alla 4 potenza. La temperatura di un corpo nero aumenta con la sua missione globale. La lunghezza d'onda per cui si ha emissione monocromatica massima per un corpo nero è inversamente proporzionale alla sua temperatura.

La terza legge del corpo nero (legge di Planck): Fornisce l'emissione specifica del corpo nero in funzione della lunghezza d'onda e della temperatura:. Ci dice che la lunghezza d'onda per cui si ha emissione monocromatica massima per un corpo nero è direttamenteproporzionale alla sua temperatura. Ci dice che l'emissione monocromatica di un corpo nero è proporzionale alla temperatura del corpo elevata alla 4 potenza. All'aumentare della temperatura aumenta la dimensione della lunghezza d'onda per cui si ha l'emissione monocromatica massima.

Per la legge di Wien del Corpo nero possiamo dire che: All'aumentare della temperatura diminuisce il valore della lunghezza d'onda per cui la curva di emissione presenta un massimo. All'aumentare della temperatura aumenta il valore della lunghezza d'onda per cui la curva di emissione presenta un massimo. All'aumentare della temperatura diminuisce il valore Emissione globale. All'aumentare della temperatura si riduce la potenza radiante emessa dal corpo stesso.

L'emissività di un corpo è: La potenza radiativa emessa in un intervallo dλ. La frazione di energia irraggiata da quel corpo rispetto all'energia irraggiata da un corpo nero che sia alla stessa temperatura. Sempre maggiore di 1. La frazione di energia raggiante emessa da un corpo nero nell'intervallo di lunghezze d'onda comprese tra 0,7 e 13 micrometri.

L'effetto serra avviene perché: Il materiale di rivestimento della serra (tipo vetri) è trasparente alla radiazione emessa da corpi ad alta temperatura e opaco alla radiazione emessa da corpi a temperatura più bassa. Il materiale di rivestimento della serra è trasparente alla radiazione emessa da corpi a temperatura intorno ai 300 K e opaco alla radiazione emessa da corpi a temperatura molto più alte (6000 K). Perché il materiale interno ad una serra assorbe più energia di qeulla incidente sulla stessa. Perchèl'emissività di un corpo è minore di 1.

Se un corpo ha un coefficiente di assorbimento monocromatico pari a 0,2 allora posso dire che: L'emissione monocromatica per la stessa lunghezza d'onda è pari all'emissione monocromatica del corpo nero alla stessa lunghezza d'onda diviso 0,2. L'emissione monocromatica per la stessa lunghezza d'onda è pari a 0,2 diviso l'emissione monocromatica del corpo nero alla stessa lunghezza d'onda. L'emissione monocromatica per la stessa lunghezza d'onda è pari a 0,2 per l'emissione monocromatica del corpo nero alla stessa lunghezza d'onda. L'emissività del corpo è pari a 0,2.

Un corpo grigio è caratterizzato da: Il coefficiente di assorbimento è costante al variare della lunghezza d'onda. Il coefficiente di assorbimento è ugauale a 1. Il coefficiente di assorbimento monocromatico dipende dalla sola lunghezza d'onda. Ha il massimo valore di emissione specifica (monocromatica) per una lunghezza d'onda associata al colore grigio.

Il fattore di vista F12tra due superfici A1 e A2 è dato da: Il rapporto tra l’energia che la superficie A1 emette e che raggiunge la Superficie A2 e l’energia totale emessa dalla superficie A1. Il rapporto tra l’energia che la superficie A2 emette e che raggiunge la Superficie A1 e l’energia totale emessa dalla superficie A2. Il rapporto tra l'energia che emette la superficie A1 sulla quantità di energia che raggiunge la superficie A2. Il rapporto tra l'energia che emette la superficie A1 su l'Energia che emette la superficie A2.

Sia A1 una delle superfici interne ad una cavità chiusa formata da 4 supefici allora i fattori di forma possono essere sicuramente legati dalla seguente relazione: F11+F12=F13+F14. F11+F12+F13+F14=1. F11+F12+F13+F14=0. (F11+F12)/(F13+F14)=1.

Sia A1 una delle superfici di una cavità chiusa. Se l'energia emessa da A1 non incide su sestessa allora: F11=F12. F11=1. F12=1. F11=0.

sia A1 una delle superfici di una cavità chiusa. Se parte dell'energia emessa da A1 incide anche su sestessa allora posso dire che la parte di energia emessa da A1 che incide sulle altre superfici è esprimibile secondo la seguente relazione: F11. 1-F11. F1121=1. F11-1.

Si definisce radiosità: il prodotto dell'area A per il'emissione totale E (A E). la quantità di potenza radiante incidente totale su un'unità di superficie. la quantità di potenza radiante complessivamente emessa per unità di superficie. La parte di energia incidente su una superficie che viene riflessa dalla superficie stessa.

Siano due superfici A1 e A2 con una rispettiva Radiosità G1 e G2 ed Emissione globale E1 ed E2. Sia, inoltre, il coefficiente di riflessione delle due superfici rispettivamente r1 e r2. Allora le potenze radiante complessivamente emessa dalla superficie A1 può essere espressa come: A1G1=A2E2+A2 F21 G2. A1G1=A1E1+r2A2F21 G1. A1G2=A1E1+r2 A1 F21 G1. A1G1=A1E1+r1 A2 F21 G2.

Una sfera cava (Corpo 1) ha al suo centro una piccola sfera (Corpo 2). In base a tale geometria lo studente può plausibilmente ritenere che il fattore di forma F21: F21=1. F21=0. F21=0,5. F21=2.

Si considerino due piani paralleli affacciati ed infinitamente estesi con coefficiente di riflessione ed assorbimento rispettivamnete r1,a1 e r2 a2. Valga l'ipotesi che le temperature e proprietà radiative delle due superfici siano uniformi. Le supefici siano inoltre perfettamente diffondenti e si comportino come corpi grigi cone emissione globale rispettivamente E1 e E2. In regime stazionario il flusso radiativo q2 assorbito dalla superficie 2 può essere espresso dalla seguente relazione: q2=a2*E1*(1/1-r1*r2). q2=a2*E1*(1/r1*r2). q2=a2*E2*(1/1-r1*r2). q2=a2*E2*(1/r1*r2).

Si considerino due piani paralleli affacciati di superficie A e con coefficiente di riflessione ed assorbimento rispettivamnete r1,a1 e r2 a2. Valga l'ipotesi che le temperature e proprietà radiative delle due superfici siano uniformi e sia trascurabile l'effetto dei bordi. Le supefici siano, inoltre, perfettamente diffondenti e si comportino come corpi neri cone emissione globale rispettivamente E1 e E2. In regime stazionario il flusso radiativo scambiato q(n) dalle due superfici è dato. q(n)=A*(T1^4-T2^4). q(n)=A*O0*(T1^4-T2^4). q(n)=A*O0*(T1-T2). q(n)=A*h*(T1^4-T2^4).

Siano due superfici A1 e A2 con una rispettiva Radiosità G1 e G2 ed Emissione globale E1 ed E2. Sia, inoltre, il coefficiente di riflessione delle due superfici rispettivamente r1 e r2. Allora il flusso termico radiativo scambiato q dalla superficie A1 è dato dalla relazione: q1=A2*G2(1-F11)-A2*F21*G2. q1=A1*G1(1-F11)-A2*F21*G2. q1=A1*G1-A2*F21*G2. q1=A2*G1(1-F11)-A2*F21*G2.

Il flusso termico radiativo di un corpo nero a 200°C espresso in W/m2 è pari a (Kostante di Boltzmann 5,67 E-8): 2841. 90.72. 1134. 1000.

Due piani paralleli grigi, infinitamente estesi, sono mantenuti alle temperature costanti ed uniformi T1 = 500 K e T2 = 200 K (Kostante di Boltzmann 5,67 E-8). Sapendo che i coefficienti di assorbimento sono, rispettivamente, a1= 0,4 e a2 = 0,7, il flusso specifico scambiato per irraggiamento è pari a: 34530. 1179. 878.9. 2417.

Due piani paralleli, infinitamente estesi, sono mantenuti alle temperature costanti ed uniformi T1 = 1000 K e T2 = 500 K (Kostante di Boltzmann 5,67 E-8). Sapendo che sono entrambi dei corpi neri, allora il flusso specifico scambiato per irraggiamento è pari a: 17718.75. 2835. 53156.2. 4252.5.

Una superficie di 2 m2 è alla temperatura di 1000 K e ha un coefficiente di assorbimento di 0,4. L'ambiente circostante (molto più grande della superficie) ha una temperatura di 300 K (Kostante di Boltzmann 5,67 E-8). Il flusso termico, espresso in kW, scambiato dalla supeficie con l'ambiente è pari a circa : 22.5. 112.5. 3.17. 45.

Su una superficie con coefficiente di assorbimento pari a 0,5 e temperatura pari a 400 K incide una potenza pari a 500 W/m2. (Kostante di Boltzmann 5,67 E-8). La Radiosità della superficie espressa in W/m2è pari a: 975.7. 475.7. 1225.7. 1701.5.

La radiosità di un corpo nero è uguale a: La radiosità di un corpo grigio. La sua emissione globale. La sua emissioe globale per il fattore di forma. Il prodotto tra la costante di Bolzmann e la sua Temperatura.

Su una superficie incide una potenza radiativa di 400 W/m2. La superficie si comporta come un corpo grigio ed è in equilibrio termico a una temperatura di 350 K. Noto il suo coefficiente di riflessione, pari a 0,4, allora la sua radiosità espressa in W/m2, è pari a (Kostante di Boltzmann 5,67 E-8): 580.3. 670.5. 1090.8. 1010.

Sia il corpo 1 una piccola sfera al centro di una seconda sfera cava (Corpo 2). Se il Fattore di forma F21 è uguale a 0,4 allora il fattore di Forma F22 è uguale a: 1. 0. 0.4. 0.6.

Si consideri una stanza a forma di cubo di lato L=2m con le superfici assimilabili a dei corpi neri. La temperatura della supeficie A1 (base del cubo) sia pari a 1000 K mentre le altre superfici siano a 500 K. Considerando che inu cubo i fattori di vista tra due superfici qualsiasi è pari a 0,2 (F11=0). La potenza radiativa scambiata dalla superficie A1 (Kostante di Boltzmann 5,67 E-8) con le altre superfici è pari a kW: 1275.75. 1119.8. 1360.8. 212.625.

Si consideri una stanza a forma di cubo di lato L. Per la sua forma si può ipotizzare che la potenza radiativa emessa da ciascuna superficie non incide su se stessa. Allora la relazione che esprime la radiosità di ciascuna superficie può essere espressa come: L^2G1=L^2E1+(1-a1)L^2(F21G2+F31G32+F41G4+F51G5+F61G6). L^2G1=L^2E1+a1L^2(F21G2+F31G32+F41G4+F51G5+F61G6). L^2G1=L^2E1+(1-a1)L^2(F11G1+F21G2+F31G32+F41G4+F51G5+F61G6). L^2G1=(1-a1)L^2(F11G1+F21G2+F31G32+F41G4+F51G5+F61G6).