Fisica tecnica
La fisica tecnica è una branca della fisica applicata, tipicamente insegnata in diversi corsi di ingegneria, il cui obiettivo è studiare le trasformazioni dell'energia, le sue interazioni con la materia e tra sistemi termodinamici.[1][2]
La fisica tecnica comprende generalmente discipline quali la termodinamica, la meccanica dei fluidi e la trasmissione del calore[2] e ha le più svariate applicazioni, che possono spaziare dall'ingegneria meccanica, ove è alla base del funzionamento dei motori,[3] all'ingegneria civile, nella quale si occupa di studio dei sistemi fluenti ed è applicata a oggetti come le turbine idrauliche e i pannelli solari termici.[1]
Etimologia
[modifica | modifica wikitesto]L'aggettivo "tecnica" deriva probabilmente dal fatto che, agli albori dello studio sistematico di questa materia, la termodinamica era l'ambito di studio più strettamente legato ad applicazioni di carattere pratico, mentre altri settori, come elettromagnetismo e ottica, erano più comuni in ambito accademico o puramente di laboratorio.[4]
Applicazioni pratiche
[modifica | modifica wikitesto]Macchine termiche
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Le macchine termiche sono sistemi che convertono una parte dell'energia termica in energia meccanica o elettrica con l'aiuto di un fluido di lavoro[5], progettati basandosi sul concetto di ciclo termodinamico[6] e le cui limitazioni teoriche e fisiche determinano la loro efficienza energetica, nota come rendimento. Mentre in natura esistono esempi di motori termici, nel contesto dell'ingegneria termica sono dispositivi artificiali utilizzati per produrre lavoro utile. A seconda di dove avviene la combustione del combustibile e dell'espulsione o meno dei prodotti della combustione, questi motori termici artificiali sono divisi in due categorie: motori a combustione interna ed esterna.[5]
Lo sviluppo dei motori a combustione interna è uno dei campi specializzati in cui è coinvolta la fisica tecnica.[1] Questi motori hanno una varietà di applicazioni, ma sono presenti soprattutto nell'industria dei trasporti, poiché vengono utilizzati ovunque, dalle automobili agli esoreattori.[5]
Scambiatori di calore
[modifica | modifica wikitesto]Uno scambiatore di calore è un dispositivo che trasferisce calore tra fluidi che si trovano a temperature diverse, senza che i due fluidi si mescolino,[7] con applicazioni sia nel riscaldamento che nel raffreddamento.[6] Alcuni esempi di scambiatori di calore includono condensatori e dissipatori di calore.[6][8] Gli scambiatori di calore possono essere classificati in recuperatori e rigeneratori, e sono spesso utilizzati per recuperare il calore, con processi nei quali l'energia utile di riscaldamento o raffreddamento viene raccolta e riutilizzata per migliorare l'efficienza termica complessiva dell'intero processo di riscaldamento o raffreddamento.[9]
Gli scambiatori di calore sono utilizzati in una varietà di importanti applicazioni quotidiane, come HVAC e refrigerazione, e sono parte integrante del raffreddamento delle infrastrutture informatiche, poiché è necessaria un'efficace dissipazione del calore per ridurne il thermal throttling (lett. "strozzamento termico"), ossia la diminuzione di prestazioni in caso di temperature troppo elevate.[10] In particolare, all'interno dei centri elaborazione dati, ciò contribuisce a mantenere prestazioni ottimali e garantisce che i sistemi online possano rimanere disponibili e affidabili.[11]
Altre applicazioni pratiche della fisica tecnica includono l'isolamento termico[12] e gli accumulatori termici.[13]
Note
[modifica | modifica wikitesto]- 1 2 3 (EN) What Is Thermal Engineering?, su Indeed. URL consultato il 23 giugno 2026.
- 1 2 Guilizzoni, p. 2.
- ↑ Enea Carbone, Capitolo 5: Impianti termici motori e operatori (PDF), in Appunti di fisica tecnica, p. 2.
- ↑ Guilizzoni, p. 1.
- 1 2 3 (EN) H.N. Gupta, Fundamentals of Internal Combustion Engine, 3ª ed., PHI Learning Pvt. Ltd., 2025, ISBN 9789354438547.
- 1 2 3 (EN) Michael Moran, Howard Shapiro e Bruce Munson, Introduction to thermal systems engineering: thermodynamics, fluid mechanics, and heat transfer, Wiley, 2003, ISBN 978-0-471-20490-9.
- ↑ (EN) Yunus A. Çengel e Michael A. Boles, Thermodynamics: an engineering approach, 5ª ed., McGraw-Hill Higher Education, 2006, ISBN 978-0-07-288495-1.
- ↑ (EN) R.K. Rajput, Thermal Engineering, 6ª ed., Laxmi Publications Pvt Limited, 2006, ISBN 9788170088349.
- ↑ (EN) What is a Heat Exchanger, su Thermal Engineering, 22 maggio 2019. URL consultato il 23 giugno 2026.
- ↑ Che cos'è il thermal throttling?, su Corsair, 31 marzo 2026. URL consultato il 23 giugno 2026.
- ↑ (EN) Zhang, Free cooling of data centers: A review, in Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 35, 1º luglio 2014, pp. 171-182, DOI:10.1016/j.rser.2014.04.017, ISSN 1364-0321.
- ↑ Fisica tecnica: cosa si studia nei corsi di Ingegneria e perché è importante per l’energia e l’ambiente, su Università degli Studi "Niccolò Cusano", 2 giugno 2025. URL consultato il 23 giugno 2026.
- ↑ Paolo di Marco, Appunti ed Esercizi di Fisica Tecnica (PDF), Università di Pisa. URL consultato il 23 giugno 2026.
Bibliografia
[modifica | modifica wikitesto]- Manfredo Guilizzoni, La fisica tecnica e il rasoio di Ockham, Maggioli Editore, 2010, ISBN 978-8838744778.
Voci correlate
[modifica | modifica wikitesto]Altri progetti
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Wikibooks contiene testi o manuali sulla fisica tecnica
Collegamenti esterni
[modifica | modifica wikitesto]- termotècnica, su sapere.it, De Agostini.
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