FISICA PER L'INGEGNERIA INDUSTRIALE

Ingegneria Meccanica FISICA PER L'INGEGNERIA INDUSTRIALE

0622300042
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA MECCANICA
2022/2023

ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2018
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
660LEZIONE
Obiettivi
Obiettivi formativi: Il corso esplora gli elementi di base della fisica statistica e della fisica quantistica con l'obiettivo di fornire agli studenti un'introduzione di base al loro uso in ingegneria industriale, con particolare riferimento a fisica del freddo e sistemi di refrigerazione, sensoristica e magnetometria, metrologia, fotonica e nuove tecnologie energetiche.
Conoscenza e capacità di comprensione: Il corso intende fornire, in modo conciso e adeguato alle
applicazioni, la conoscenza di base della meccanica statistica e della meccanica quantistica e delle loro applicazioni all’ingegneria industriale.
Comprensione e capacità di applicare le conoscenze acquisite: Il corso si propone di rendere lo studente in grado di assimilare le conoscenze acquisite e di risolvere semplici esercizi riguardanti la fisica statistica e la
meccanica quantistica e le loro applicazioni a semplici problemi tecnologici dai sistemi di refrigerazione alla sensoristica, e alla fotonica.
Abilità comunicative: Il corso tenderà a favorire la capacità dello studente di esporre le conoscenze
acquisite in modo chiaro e rigoroso. Alla fine del corso, lo studente deve essere in grado di comprendere definizioni e leggi, e di gestire i problemi e le applicazioni riguardanti i contenuti del corso stesso.
Autonomia di giudizio: Gli studenti sono guidati ad apprendere in modo critico e responsabile ciò che viene spiegato in classe e ad arricchire le proprie capacità di giudizio attraverso lo studio del materiale didattico.
Prerequisiti
Prerequisiti: Il corso richiede conoscenze di base di fisica classica (meccanica ed elettromagnetismo) e
conoscenze di base di algebra lineare, geometria analitica, trigonometria, calcolo differenziale e integrale.
Contenuti
CONTENUTO: ORE DI LEZIONE: 40, ORE DI ESERCITAZIONI: 20
PROGRAMMA:
PRIMA PARTE: TERMODINAMICA E MECCANICA STATISTICA DEI PROCESSI IRREVERSIBILI. DINAMICHE DI EQUILIBRIO E DI NON EQUILIBRIO: RELAZIONI FLUTTUAZIONE-DISSIPAZIONE, PRODUZIONE DI ENTROPIA. TRANSIZIONI DI FASE, CARATTERIZZAZIONE E CLASSIFICAZIONE. PUNTI CRITICI E PARAMETRI D’ORDINE. ESEMPI NEI SISTEMI A STATO SOLIDO: LA TRANSIZIONE MAGNETICA E LA TRANSIZIONE SUPERCONDUTTIVA. APPLICAZIONI AI DISPOSITIVI DI PRODUZIONE E TRASFORMAZIONE
DELL'ENERGIA. EFFETTI TERMOELETTRICI: SEEBECK, PELTIER, THOMSON. APPLICAZIONI: TERMOCOPPIE E CELLE PELTIER. MATERIALI MAGNETOCALORICI, ELETTROCALORICI, ED ELASTOCALORICI. APPLICAZIONI: SISTEMI DI REFRIGERAZIONE DI NUOVA CONCEZIONE.
SECONDA PARTE: TECNOLOGIE QUANTISTICHE. ELEMENTI DI FISICA QUANTISTICA: POSTULATI DI BASE. COERENZA E
PRINCIPIO DI SOVRAPPOSIZIONE, RELAZIONI DI INDETERMINAZIONE, ENTANGLEMENT QUANTISTICO. APPLICAZIONI: SENSORI QUANTISTICI E METROLOGIA QUANTISTICA DI PRECISIONE AL LIMITE ASSOLUTO DI HEISENBERG. OROLOGI ATOMICI, IMAGING,
LITOGRAFIA, E MAGNETOMETRIA. NANOSONDE. APPLICAZIONI - OTTICA QUANTISTICA: IL LASER E LA FOTONICA INTEGRATA.
APPLICAZIONI - DISPOSITIVI QUANTISTICI: MATERIALI QUANTISTICI PER LA PRODUZIONE E L'IMMAGAZZINAMENTO
DELL'ENERGIA. PRINCIPI FONDAMENTALI DELLE CELLE FOTOVOLTAICHE, RENDIMENTI ASSOLUTI TEORICI. PRINCIPI DELLA FOTOSINTESI ARTIFICIALE. SISTEMI ARTIFICIALI CON PRODUZIONE DI IDROGENO. TERMOELETTRICITÀ, CRIOGENIA, E FISICA QUANTISTICA: I MATERIALI “PHONON-GLASS ELECTRON-CRYSTAL” E IL FUTURO DELLA TECNOLOGIA DEL FREDDO.
Metodi Didattici
Metodi didattici: L'insegnamento consiste in 40 ore di lezioni frontali e 20 ore di esercitazioni più un
numero di ore di tutorato. Le esercitazioni verteranno sugli argomenti discussi nella lezione.
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento: Il raggiungimento degli obiettivi sarà certificato da una prova finale orale con trenta punti. Il punteggio minimo per il superamento dell'esame è 18/30. IL VOTO MASSIMO (30/30) E' ATTRIBUITO ALLO STUDENTE CHE PROPONGA SOLUZIONI CORRETTE SUL PIANO QUALITATIVO E QUANTITATIVO E CHE MOSTRI COMPLETA ED APPROFONDITA PADRONANZA DEI TEMI DEL CORSO.
Testi
Testi di riferimento: Appunti di lezioni online e estratti di libri di testo. Articoli di rassegna.
Altre Informazioni
INSEGNAMENTO EROGATO IN LINGUA ITALIANA.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2022-11-30]