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Convezione Isoterma: linea (superficie) lungo la quale T è costante T 4 > T 3 > T 2 > T 1 > T 0 Quantità di energia trasmessa per unità di tempo Attenzione.

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1 Convezione Isoterma: linea (superficie) lungo la quale T è costante T 4 > T 3 > T 2 > T 1 > T 0 Quantità di energia trasmessa per unità di tempo Attenzione : t tempo T Temperatura. Non immettiamo energia in alcun modo: solo aria si muove verso P. Velocità dellaria Energia termica che si trasmette nellunità di tempo CALORE

2 Dato che si ha : (a) diventa: gradiente di temperatura Lenergia termica che si trasmette nellunità di tempo CALORE è proporzionale al ATTENZIONE non abbiamo considerato ancora i segni: – o +?

3 Giorno: Brezza di mare Notte: Brezza di terra Riscaldamento per convezione naturale Q=mc T Q=C T C = capacità termica del mare elevata, di giorno per scaldarsi impiega maggiore tempo degli strati superficiali della terra Il mare di notte per raffreddarsi impiega maggiore tempo degli strati superficiali della terra. Le correnti daria rispetto alla figura precedente si invertono.

4 Sistema di riscaldamento confortevole per le persone ideato in modo compatibile con la conservazione delle opere d'arte conservate nelle chiese Friendly Heating

5 Monitoraggio di S. Maria Maggiore di Rocca Piétore

6 Risultati relativi al friendly heating termologia_05_pag 11.ppt

7 Trasmissione del Calore Conduzione trasmissione di energia per azione molecolare T c > T f A s Q Coefficiente di conducibiltà termica Cofficiente di conducibilità termica (k) Materiale kcal/(m s ºC) J/(m s ºC) Aria Calcestruzzo Ferro Lana di vetro Malta Mattone Quercia Pann. Sughero Vetro Tabella da PJ. Nolan

8 Esempio su conduzione T c 21.0 ºC T f ºC Qual è la quantità di energia che fluisce in un giorno attaverso una parete di quercia di spessore 10.0 cm, lunga 3.00 m ed alta 2.40 m? Da si ha Tale energia deve essere fornita dal sistema di riscaldamento per mantenere la temperatura di 21 º C nellambiente interno. A s Watt

9 Spessore equivalente di varie pareti Lana di vetro 1.Calcestruzzo A s s A Qual è lo spessore equivalente per avere lo stesso isolamento? 1.

10 Spessore di calcestruzzo (s ca ) in sostituzione di 10 cm di lana vetro (s lv ): Calcestruzzo La lana di vetro è la soluzione migliore. Mattone Vetro Legno di quercia Alluminio

11 Ciclo di convezione sulle pareti con intecapedine Dalla tabella delle conducibilità termica si ha per laria il minore k, pertanto il migliore isolamento o la peggiore conducibilità termica. Putroppo si generano correnti convettive, che quindi trasmetto il calore dalla parete calda a quella fredda. Impedendo il movimento dellaria quindi si potrebbe ottenere un sistema isolato in modo ottimale. Lutilizzo della lana vetro oppone resistenza al movimento dellaria. Il buon isolamento della lana vetro è dovuto alle sacche daria che si formano nelle fibre di vetro.. Isolamento della finestre a vetrocamera non ottimale per laria o gas pesanti, presenti allinterno con possibili correnti convettive..

12 Prendiamo una porzione infinitesima lungo lestenzione della barra come dx Prendiamo una areola della sezione che indichiamo con dS Ci sarà quindi una piccola quantità di calore (dQ) che passa attraverso questareola.Per le proporzioni infinitesimali si ha: Dettaglio sul gradiente di temperatura Riscrivo Per dimensioni infinitesimali quindi diventa

13 dQ Il Calore va dalla zona a temperatura più alta Nella direzione della zona a temperatura più bassa. Quindi cè un segno -

14 Irraggiamento Irraggiamento : Trasmissione dellenergia mediante onde elettromagnetiche. Per lunghezze donda superiori a 0.72 m Infrarosso VICINO MEDIO LONTANO Le onde elettromagnetiche hanno la stessa velocità, la velocità della luce c=. c = m/s. è la lunghezza donda in metri. è la frequenza di oscillazione dellonda.

15 Emissione di radiazione Legge di Stefan-Boltzmann : ogni corpo alla temperatura T emette una quantità di energia proporzionale alla quarta potenza della temperatura assoluta. Quantità di energia trasmessa emittanza 0 ÷ 1 costante di Boltzmann Superficie del corpo Temperatura del corpo tempo Corpo nero (astrazione) assorbitore e emettitore perfetto = 1 Un corpo emette solo le radiazioni che riesce ad assorbire.

16 Assorbimento ed emissione Corpo situato in un ambiente, lenergia totale assorbita sarà data dalla differenza tra lenergia assorbita dallambiente Q a e quella irragiata Q i Assumiamo siano corpi neri a = c =1 Esempio del corpo umano T= 37 ºC di fronte ad una parete a 10 ºC, Quanta energia viene ceduta al minuto? Assumiamo una superficie di 2 m 2.

17 Radiazione di corpo nero in funzione di Legge di Planck: descrizione teorica della legge di Boltzmann, assumendo che le onde elettromagnetiche possono essere assorbite o emesse in modo discreto (quanti). Intensità rispetto a cresce fino a Legge di Wien dello spostamento. poi decresce. max,

18 Rivelatore di onde elettromagnetiche (una finestra): locchio

19

20 Emissività descrive quanto si avvicina un corpo al comportamento perfetto del corpo nero Emittanza è definita per un materiale reale, va misurata volta per volta, usare tabelle è poco opportuno.

21 Emissività Tabelle Come si nota dalla tabella si possono riportare degli intervalli Un occhiata a materiali di nostro interesse. Continua


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