La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Il modello idraulico dovrebbe servire da banco di prova per costruire i concetti necessari a cogliere le analogie concettuali nella descrizione dei fenomeni.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Il modello idraulico dovrebbe servire da banco di prova per costruire i concetti necessari a cogliere le analogie concettuali nella descrizione dei fenomeni."— Transcript della presentazione:

1 Il modello idraulico dovrebbe servire da banco di prova per costruire i concetti necessari a cogliere le analogie concettuali nella descrizione dei fenomeni termici, elettrici e meccanici. Alla luce del percorso svolto e ripensando a quanto attualmente previsto per largomento introduttivo Idraulica: Quali degli aspetti previsti si sono rivelati utili per il gioco delle analogie? Perché? Quali aspetti non sono stati utili per il gioco delle analogie e potrebbero essere tralasciati? Perché? Quali aspetti sarebbe invece opportuno introdurre per rendere più efficace il gioco delle analogie? Perché? Compito

2 A cosa serve lintroduzione con lidraulica? A costruire il quadro concettuale per giocare il gioco delle analogie: Lequazione di bilancio Differenza tra intensità di corrente, quantità immagazzinata e livello Lidea di capacità Lidea di equilibrio Concetto di regime stazionario Relazione tra spinta, corrente e resistenza La pompa idraulica Il mare (capacità infinita) può ricevere o cedere acqua senza mutare il proprio livello

3 Idraulica come pretesto per introdurre alcuni concetti fondamentali Bilancio Spinta (differenza) Intensità di corrente Quantità bilanciabile Equilibrio (assenza di differenze) Regime stazionario Pompa (creare differenze) Sistema Capacità

4 Considerazioni geometriche Il potenzialeUn punto Differenza di potenziale (spinta)Un segmento CorrenteUna superficie QuantitàUna porzione di spazio

5 Concetti fondamentali per la modellizzazione dei fenomeni naturali Equazione di bilancio – Spinte, correnti e resistenze

6 Lequazione di bilancio Allinterno di un sistema chiuso una grandezza estensiva (es. quantità di acqua) può variare nel tempo nei seguenti modi: entra nel sistema; esce dal sistema; viene prodotta allinterno del sistema; viene annichilata allintrno del sistema.

7 Lidea di spinta, corrente e resistenza h2h2 h1h1 h Corrente Spinta Resistenza

8 Lidea di spinta, corrente e resistenza p Corrente Spinta Resistenza

9 Lidea di capacità (C): differenza tra quantità e livello C1C1 I due recipienti hanno capacità differenti: Per riempirli al medesimo livello ho bisogno di differenti quantità di liquido Una medesima quantità di liquido causa un differente cambiamento di livello C2C2

10 Lidea di equilibrio h1h1 Stesso livello (potenziale), nessuna spinta al trasferimento h2h2

11 Lidea di regime stazionario Da non confondere con la situazione di equilibrio! h2h2 h1h1 h

12 Lidea di pompa Pompa La pompa spinge lacqua contro la sua naturale direzione di scorrimento Per creare delle differenze ho bisogno di una pompa

13 Reinvestimento dei concetti – Lanalogia idraulica Livello Temperatura Velocità Pot. Elettrico Pressione Capacità (assunta costante) Capacità di entropia Capacità di quantità di moto Capacità elettrica Capacità di volume Quantità Entropia Quantità di moto Carica elettrica Volume dacqua

14 Spinte correnti e resistenze intensità di corrente di quantità di moto dipende da differenza di velocitàresistenza meccanica tipo di superficietipo di materiale

15 Campo di studio Grandezza estensiva Grandezza intensiva Corrente associata Trasporto di energia Scambi di energia Idraulica Volume dacqua V Pressione PCorrente dacqua I V I E = I V P P = I V P Elettricità Carica elettrica Q Potenziale elettrico Corrente elettrica I Q I E = I Q P = I Q Meccanica Quantità di moto p x Velocità v x Corrente meccanica (traslazioni) I px (o forza F) I E = I px v x P = I px v x TermologiaEntropia S Temperatura assoluta T Corrente dentropia I S I E = I S T P = I S T Chimica Quantità chimica n Potenziale chimico Corrente chimica (o di quantità chimica) I n I E = I n P = I n

16 … e lenergia? differenze che compaiono con artificio che scompaiono da sole E che vengono mantenute nel tempo

17 Energia – 1 Differenze 1.1 Differenze che scompaiono … da sole

18 1.2 Differenze che compaiono … con artificio

19 1.3 Differenze mantenute nel tempo … sempre con artificio … per mantenere delle differenze ho bisogno di altre differenze

20 Energia – 2.1 Da differenza in differenza 1.1 Come mettere in moto un giocattolo? = creare una differenza di velocità bruciando benzina spingendo bruciando cibo con una batteria Cosa cambia: differenze scompaioni e comapiono Cosa NON cambia: lenergia con T Peltier

21 … e lenergia? equazione di bilancio Non fluisce mai da sola Può fluire da un corpo ad un altro Può essere trasferita da un portatore ad un altro Può essere immagazzinata È soggetta ad una legge di bilancio È conservata Grandezza regolatrice: impone dei limiti alla gestione delle differenze Energia – 2.2 Le proprietà dellenergia Unità di misura: Joule [J]

22 P chim 1 2 InIn v2v2 v1v1 IpIp P mecc Automobile IEIE IEIE Energia – 2.3 I diagrammi di flusso dellenergia Potenziale: quanta energia per unità di portatore pressionePascalJ / m 3 TensioneVoltJ / C Pot. ChimicoGibbsJ / mol Velocitàm/sJ / Hy TemperaturaKJ / Ct

23 P lum P el P chim P el P mecc Cella fotovoltaicaCella elettroliticaCella combustibileMotore elettrico Potenziale elettrico Potenziale chimico Potenziale elettrico Potenziale meccanico Elettricità Sostanze H 2, O 2 ElettricitàLuce H2OH2O Momento angolare Energia Energia – 2.4 Esemplificazioni

24 Energia – 3 Aspetti dissipativi

25 Energia – 3.2 Efficienza di un trasferitore di energia Aspetti dissipativi D Ter 0 Ct s -1 (processi irreversibili) P chim 1 2 InIn v2v2 v1v1 IpIp P mecc Automobile D term πsπs IEIE IEIE IEIE T

26 Energia – 4 Flussi di materia e di energia

27


Scaricare ppt "Il modello idraulico dovrebbe servire da banco di prova per costruire i concetti necessari a cogliere le analogie concettuali nella descrizione dei fenomeni."

Presentazioni simili


Annunci Google