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Percorso della pagina
  1. Area di Scienze
  2. Corso di Laurea Magistrale
  3. Fisica [F1703Q - F1701Q]
  4. Insegnamenti
  5. A.A. 2023-2024
  6. 1° anno
  1. Sostenibilità Energetica
  2. Introduzione
Insegnamento Titolo del corso
Sostenibilità Energetica
Codice identificativo del corso
2324-1-F1701Q142
Descrizione del corso SYLLABUS

Syllabus del corso

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Esporta

Obiettivi

Analisi delle problematiche energetiche connesse all'uso delle risorse energetiche stesse e alla sostenibilità energetica sia globale che locale.

Contenuti sintetici

  • Termodinamica
  • Macchine termiche
  • Macchine frigorifere
  • Risparmio energetico
  • Sistema energetico mondiale
  • Effetti del consumo energetico sull'ambiente

Programma esteso

Termodinamica

  • Concetto di sistema termodinamico e di temperatura.
  • Primo principio della termodinamica e conservazione dell’energia.
  • L’entalpia e sua applicazione nelle reazioni.
  • Secondo principio della termodinamica: reversibilità e irreversibilità.
  • Funzione entropia e la sua evoluzione.
  • Rendimento termodinamico.

Macchine termiche

  • Motori a combustione interna
  • Ciclo Otto (motore a scoppio)
  • Ciclo Diesel
  • Ciclo di Brayton (motore a turbina)
  • Utilizzo dei combustibili per motori a combustione interna
  • Motori a combustione esterna
  • Ciclo Rankine
  • Sistemi di cogenerazione
  • Ottimizzazione delle macchine termiche

Macchine frigorifere

  • Coefficiente di prestazione
  • Cicli frigoriferi
  • Fluidi frigoriferi
  • Pompe di calore
  • Applicazione geotermica delle pompe di calore
  • Sistemi di trigenerazione

Risparmio energetico

  • Strategie per il risparmio energetico
  • Valutazione dell’efficienza energetica nei vari settori
  • Dispersione del calore
  • Vari approcci sull’utilizzo dell’energia
  • Confronto tra varie tecniche di risparmio energetico

Sistema energetico mondiale

  • Bilancio energetico globale
  • Distribuzione dei consumi energetici
  • Modelli di evoluzione del consumo di energia
  • Ripartizione sulle richieste energetiche
  • Aspetti peculiari del consumo energetico mondiale
  • Aspetti peculiari del consumo energetico in Italia

Effetti del consumo energetico sull'ambiente

  • Il bilancio radiativo della terra
  • La temperatura sulla terra
  • L’atmosfera e l’effetto serra
  • Possibili cause riscaldamento terrestre
  • Le forzanti radiative
  • Ricadute ed effetti sul clima
  • Accorgimenti e strategie per ridurre il riscaldamento globale

Prerequisiti

Conoscenze di base della laurea triennale in fisica

Modalità didattica

Lezioni frontali.
Sono inoltre previsti alcuni seminari integrativi che fanno parte del programma del corso.

Materiale didattico

Egbert Boeker and Rienk Van Grondelle - Environmental Physics: Sustainable Energy and Climate Change (3rd edition)

David JC MacKay - Sustainable Energy — without the hot air (2008) -

Y. A. Çengel – Termodinamica e trasmissione del calore - Quarta edizione – McGraw-Hill (2013)

Durante il corso verranno indicati inoltri specifici riferimenti bibliografici e saranno distribuite alcune dispense.

Periodo di erogazione dell'insegnamento

Secondo semestre

Modalità di verifica del profitto e valutazione

Esame orale - Non sono previste prove in itinere

  • Discussione sui vari argomenti discussi durante il corso
  • Analisi di alcuni aspetti legati alla produzione e all'uso dell'energia
  • Descrizione di possibili approcci relativi alla sostenibilità energetica

Orario di ricevimento

Lunedì - Venerdì previo appuntamento

Sustainable Development Goals

ENERGIA PULITA E ACCESSIBILE | CITTÀ E COMUNITÀ SOSTENIBILI | CONSUMO E PRODUZIONE RESPONSABILI | LOTTA CONTRO IL CAMBIAMENTO CLIMATICO
Esporta

Aims

Analysis of energetic aspects connected with the use of energetic resources and with the energetic sustainability referred to global and local contests.

Contents

  • Thermodinamics
  • Thermal machines
  • Refrigeration machines
  • Energy Saving
  • Global energy system
  • Environmental effects of energy consuption

Detailed program

Thermodinamics

  • Concept of temperature and of thermodinamic system
  • First law of thermodinamics: the conservation of energy
  • Hentalpy and its application to thermal reactions
  • Second law of thermodinamics: reversibility and irreversibility
  • Entropy function and its evolution
  • Thermodinamic efficiency

Thermal machines

  • Internal combustion engines
  • Otto cycle (gasoline engine)
  • Diesel cycle
  • Brayton cycle (turbine engine)
  • Fuels for internal combustion engines
  • External combustion engines
  • Rankine cycle
  • Cogeneration systems
  • Optimization of the thermal machines

Refrigeration Machine

  • Cooling performance coefficient
  • Cooling cycles
  • Refrigerant gasses
  • Heat pumps
  • Geothermal application of heat pumps
  • Trigeneration systems

Energy Saving

  • Energy saving strategies
  • Determination of energy efficiencies in various technological applications
  • Dispersion of heat
  • Methods for efficient use of energy
  • Comparison between differet technologies for energy saving

Global energy system

  • Global energy balance
  • Distribution of energy consuption
  • Evolution of energy consuption
  • Energy requests by their possibile applications
  • Peculiar aspects of global energy consuption
  • Peculiar aspects of energy consuption in Italy

Environmental effects of energy consuption

  • Earth's radiation balance
  • Temperature on Earth
  • Earth atmosphere and greenhouse effect
  • Possible reasons of the global warming
  • Radiative forcing
  • Global effect on Earth climate changes
  • Strategies to mitigate the global warming

Prerequisites

Basic knowledge of the three-year degree in physics

Teaching form

Lectures.
Some seminars on specific arguments will be organized as parts of the course program.

Textbook and teaching resource

Egbert Boeker and Rienk Van Grondelle - Environmental Physics: Sustainable Energy and Climate Change (3rd edition)

David JC MacKay - Sustainable Energy — without the hot air (2008) -

Y. A. Çengel – Introduction to thermodynamics and heat transfer – McGraw-Hill

During the course some bibliographic references will be indicated and some lecture notes will be available

Semester

Second semester

Assessment method

Oral examination - No intermediate evaluation will be organized

  • Discussion on argument presented during the course
  • Analysis on some aspects related to production and use of energy
  • Description of possible approaches connected with energy sustainability

Office hours

Monday - Friday by appointment

Sustainable Development Goals

AFFORDABLE AND CLEAN ENERGY | SUSTAINABLE CITIES AND COMMUNITIES | RESPONSIBLE CONSUMPTION AND PRODUCTION | CLIMATE ACTION
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Scheda del corso

Settore disciplinare
FIS/07
CFU
6
Periodo
Secondo Semestre
Tipo di attività
Obbligatorio a scelta
Ore
42
Tipologia CdS
Laurea Magistrale
Lingua
Italiano

Staff

    Docente

  • DC
    Davide Chiesa

Opinione studenti

Vedi valutazione del precedente anno accademico

Bibliografia

Trova i libri per questo corso nella Biblioteca di Ateneo

Metodi di iscrizione

Iscrizione manuale
Iscrizione spontanea (Studente)

Obiettivi di sviluppo sostenibile

ENERGIA PULITA E ACCESSIBILE - Assicurare a tutti l'accesso a sistemi di energia economici, affidabili, sostenibili e moderni
ENERGIA PULITA E ACCESSIBILE
CITTÀ E COMUNITÀ SOSTENIBILI - Rendere le città e gli insediamenti umani inclusivi, sicuri, duraturi e sostenibili
CITTÀ E COMUNITÀ SOSTENIBILI
CONSUMO E PRODUZIONE RESPONSABILI - Garantire modelli sostenibili di produzione e di consumo
CONSUMO E PRODUZIONE RESPONSABILI
LOTTA CONTRO IL CAMBIAMENTO CLIMATICO - Adottare misure urgenti per combattere il cambiamento climatico e le sue conseguenze
LOTTA CONTRO IL CAMBIAMENTO CLIMATICO

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