Obiettivo del corso è fornire le conoscenze fisiche e matematiche di base utili a sviluppare una preparazione scientifica propedeutica alla comprensione e all'approfondimento delle discipline caratterizzanti del Corso di Laurea in Farmacia. Alla fine del corso lo studente avrà una solida preparazione negli aspetti fondamentali di matematica e fisica: analisi e geometria di base, grandezze fisiche, unita di misura, termodinamica, meccanica dei fluidi, elettromagnetismo e cenni di ottica.
Canali
scheda docente
materiale didattico
Elementi di analisi: definizione intuitiva di funzione, derivata e integrale definito, applicazioni: velocità e accelerazione.
Leggi di Newton, condizioni di equilibrio.
Lavoro e teorema dell'energia cinetica. Forze conservative ed energia potenziale. Energia potenziale gravitazionale ed elastica.
Forze di Coulomb, energia potenziale elettrostatica.
Campo elettrico, potenziale elettrostatico.
Campo magnetico.
Fluidi in equilibrio e in moto.
Termodinamica
Diapositive preparate dal docente
Programma
Concetti introduttivi: grandezze e misure. Media e dispersione del risultato di una misura.Elementi di analisi: definizione intuitiva di funzione, derivata e integrale definito, applicazioni: velocità e accelerazione.
Leggi di Newton, condizioni di equilibrio.
Lavoro e teorema dell'energia cinetica. Forze conservative ed energia potenziale. Energia potenziale gravitazionale ed elastica.
Forze di Coulomb, energia potenziale elettrostatica.
Campo elettrico, potenziale elettrostatico.
Campo magnetico.
Fluidi in equilibrio e in moto.
Termodinamica
Testi Adottati
Principi di Fisica"voll. 1-2 , di Young- -Freedman -Bruni (Pearson).Diapositive preparate dal docente
Modalità Frequenza
La frequenza del corso è obbligatoriaModalità Valutazione
L'esame consisterà in due prove scritte in itinere, una prima inerente la meccanica e l' elettromagnetismo una seconda sulla termodinamica, e di una prova orale finale
scheda docente
materiale didattico
Temperatura, calore ed equilibrio termico
• Introduzione generale alla termodinamica e alle sue principali grandezze fisiche.
• Temperatura e calore.
• Equilibrio termico.
• Principio zero della termodinamica.
• Quantità di calore.
• Determinazione della temperatura di equilibrio.
• Calore specifico e capacità termica.
• Scambi di calore tra corpi a temperature differenti.
Espansione termica e trasformazioni di fase
• Espansione termica lineare, superficiale e volumica.
• Coefficienti di dilatazione termica.
• Applicazioni ed esempi.
• Trasformazioni di fase.
• Fusione, solidificazione, evaporazione, condensazione e sublimazione.
• Calore latente.
• Scambi energetici durante le trasformazioni di fase.
Gas perfetti e teoria cinetica
• Equazione di stato dei gas perfetti.
• Variabili di stato.
• Energia interna di un gas perfetto.
• Interpretazione microscopica della temperatura e della pressione.
• Collegamento tra velocità delle particelle, energia cinetica media e temperatura del gas.
• Collegamento tra la descrizione microscopica e macroscopica dei sistemi termodinamici.
Prima legge della termodinamica
• Lavoro termodinamico.
• Calore, lavoro ed energia interna.
• Prima legge della termodinamica.
• Convenzioni sui segni del calore e del lavoro.
• Applicazioni della prima legge a sistemi termodinamici semplici.
Trasformazioni termodinamiche
• Trasformazioni quasi-statiche.
• Trasformazioni isobare.
• Trasformazioni isocore.
• Trasformazioni isoterme.
• Trasformazioni adiabatiche.
• Lavoro associato alle diverse trasformazioni.
• Rappresentazione delle trasformazioni nei diagrammi pressione-volume.
• Interpretazione dei diagrammi pressione-temperatura.
• Confronto tra le principali trasformazioni termodinamiche.
• Calore specifico molare a volume costante e a pressione costante.
Seconda legge della termodinamica ed entropia
• Limiti della prima legge della termodinamica.
• Seconda legge della termodinamica.
• Enunciato di Kelvin–Planck.
• Enunciato di Clausius.
• Confronto tra la prima e la seconda legge della termodinamica.
• Trasformazioni reversibili e irreversibili.
• Introduzione al concetto di entropia.
• Variazione di entropia nelle trasformazioni a temperatura costante.
• Entropia e direzione spontanea dei processi.
• Macrostati, microstati e molteplicità.
• Interpretazione statistica dell’entropia.
Macchine termiche e ciclo di Carnot
• Principi generali di funzionamento delle macchine termiche.
• Sorgente calda e sorgente fredda.
• Lavoro prodotto da una macchina termica.
• Rendimento di una macchina termica.
• Ciclo di Carnot.
• Rendimento della macchina di Carnot.
• Limiti teorici del rendimento.
• Confronto tra macchine termiche ideali e reali.
• Rendimento delle macchine termiche reali.
Per tutti gli argomenti saranno presentati esempi applicativi ed esercizi di difficoltà progressiva.
Principi di fisica con MasteringPhysics, Volume 1: Meccanica, onde e termodinamica, Pearson.
Il Volume 1 costituisce il principale riferimento per la parte di termodinamica.
Per le altre parti dell’insegnamento può essere utilizzato anche:
Principi di fisica con MasteringPhysics, Volume 2: Elettromagnetismo e ottica, Pearson.
Programma
Questa seconda parte dell’insegnamento è dedicata ai principi fondamentali della termodinamica. Particolare attenzione sarà rivolta al collegamento tra le proprietà macroscopiche dei sistemi, quali temperatura, pressione, volume ed energia interna, e il comportamento microscopico delle particelle che li costituiscono. Saranno trattati i seguenti argomenti:Temperatura, calore ed equilibrio termico
• Introduzione generale alla termodinamica e alle sue principali grandezze fisiche.
• Temperatura e calore.
• Equilibrio termico.
• Principio zero della termodinamica.
• Quantità di calore.
• Determinazione della temperatura di equilibrio.
• Calore specifico e capacità termica.
• Scambi di calore tra corpi a temperature differenti.
Espansione termica e trasformazioni di fase
• Espansione termica lineare, superficiale e volumica.
• Coefficienti di dilatazione termica.
• Applicazioni ed esempi.
• Trasformazioni di fase.
• Fusione, solidificazione, evaporazione, condensazione e sublimazione.
• Calore latente.
• Scambi energetici durante le trasformazioni di fase.
Gas perfetti e teoria cinetica
• Equazione di stato dei gas perfetti.
• Variabili di stato.
• Energia interna di un gas perfetto.
• Interpretazione microscopica della temperatura e della pressione.
• Collegamento tra velocità delle particelle, energia cinetica media e temperatura del gas.
• Collegamento tra la descrizione microscopica e macroscopica dei sistemi termodinamici.
Prima legge della termodinamica
• Lavoro termodinamico.
• Calore, lavoro ed energia interna.
• Prima legge della termodinamica.
• Convenzioni sui segni del calore e del lavoro.
• Applicazioni della prima legge a sistemi termodinamici semplici.
Trasformazioni termodinamiche
• Trasformazioni quasi-statiche.
• Trasformazioni isobare.
• Trasformazioni isocore.
• Trasformazioni isoterme.
• Trasformazioni adiabatiche.
• Lavoro associato alle diverse trasformazioni.
• Rappresentazione delle trasformazioni nei diagrammi pressione-volume.
• Interpretazione dei diagrammi pressione-temperatura.
• Confronto tra le principali trasformazioni termodinamiche.
• Calore specifico molare a volume costante e a pressione costante.
Seconda legge della termodinamica ed entropia
• Limiti della prima legge della termodinamica.
• Seconda legge della termodinamica.
• Enunciato di Kelvin–Planck.
• Enunciato di Clausius.
• Confronto tra la prima e la seconda legge della termodinamica.
• Trasformazioni reversibili e irreversibili.
• Introduzione al concetto di entropia.
• Variazione di entropia nelle trasformazioni a temperatura costante.
• Entropia e direzione spontanea dei processi.
• Macrostati, microstati e molteplicità.
• Interpretazione statistica dell’entropia.
Macchine termiche e ciclo di Carnot
• Principi generali di funzionamento delle macchine termiche.
• Sorgente calda e sorgente fredda.
• Lavoro prodotto da una macchina termica.
• Rendimento di una macchina termica.
• Ciclo di Carnot.
• Rendimento della macchina di Carnot.
• Limiti teorici del rendimento.
• Confronto tra macchine termiche ideali e reali.
• Rendimento delle macchine termiche reali.
Per tutti gli argomenti saranno presentati esempi applicativi ed esercizi di difficoltà progressiva.
Testi Adottati
Hugh D. Young, Roger A. Freedman e A. Lewis FordPrincipi di fisica con MasteringPhysics, Volume 1: Meccanica, onde e termodinamica, Pearson.
Il Volume 1 costituisce il principale riferimento per la parte di termodinamica.
Per le altre parti dell’insegnamento può essere utilizzato anche:
Principi di fisica con MasteringPhysics, Volume 2: Elettromagnetismo e ottica, Pearson.
Modalità Frequenza
La frequenza delle lezioni e delle esercitazioni è obbligatoria.Modalità Valutazione
La valutazione dell’apprendimento relativo alla parte di termodinamica sarà effettuata mediante una prova in itinere, seguita da un esame orale. La prova in itinere sarà finalizzata a verificare la comprensione degli argomenti trattati e la capacità di applicare i principi e le relazioni fondamentali della termodinamica alla risoluzione di problemi di base. L’esame orale sarà volto a valutare: • la conoscenza dei concetti e dei principi fondamentali della termodinamica; • la comprensione del collegamento tra la descrizione macroscopica e quella microscopica dei sistemi fisici; • la capacità di analizzare le principali trasformazioni termodinamiche; • la capacità di stabilire collegamenti tra i diversi argomenti del programma; • la capacità di impostare e discutere semplici problemi; • l’uso corretto del linguaggio scientifico e delle grandezze fisiche. La valutazione della parte di termodinamica concorrerà alla valutazione complessiva dell’insegnamento secondo le modalità stabilite per il corso integrato.
scheda docente
materiale didattico
Elementi di analisi: definizione intuitiva di funzione, derivata e integrale definito, applicazioni: velocità e accelerazione.
Leggi di Newton, condizioni di equilibrio.
Lavoro e teorema dell'energia cinetica. Forze conservative ed energia potenziale. Energia potenziale gravitazionale ed elastica.
Forze di Coulomb, energia potenziale elettrostatica.
Campo elettrico, potenziale elettrostatico.
Campo magnetico.
Fluidi in equilibrio e in moto.
Termodinamica
Diapositive preparate dal docente
Programma
Concetti introduttivi: grandezze e misure. Media e dispersione del risultato di una misura.Elementi di analisi: definizione intuitiva di funzione, derivata e integrale definito, applicazioni: velocità e accelerazione.
Leggi di Newton, condizioni di equilibrio.
Lavoro e teorema dell'energia cinetica. Forze conservative ed energia potenziale. Energia potenziale gravitazionale ed elastica.
Forze di Coulomb, energia potenziale elettrostatica.
Campo elettrico, potenziale elettrostatico.
Campo magnetico.
Fluidi in equilibrio e in moto.
Termodinamica
Testi Adottati
Principi di Fisica"voll. 1-2 , di Young- -Freedman -Bruni (Pearson).Diapositive preparate dal docente
Modalità Frequenza
La frequenza del corso è obbligatoriaModalità Valutazione
L'esame consisterà in due prove scritte in itinere, una prima inerente la meccanica e l' elettromagnetismo una seconda sulla termodinamica, e di una prova orale finale
scheda docente
materiale didattico
Temperatura, calore ed equilibrio termico
• Introduzione generale alla termodinamica e alle sue principali grandezze fisiche.
• Temperatura e calore.
• Equilibrio termico.
• Principio zero della termodinamica.
• Quantità di calore.
• Determinazione della temperatura di equilibrio.
• Calore specifico e capacità termica.
• Scambi di calore tra corpi a temperature differenti.
Espansione termica e trasformazioni di fase
• Espansione termica lineare, superficiale e volumica.
• Coefficienti di dilatazione termica.
• Applicazioni ed esempi.
• Trasformazioni di fase.
• Fusione, solidificazione, evaporazione, condensazione e sublimazione.
• Calore latente.
• Scambi energetici durante le trasformazioni di fase.
Gas perfetti e teoria cinetica
• Equazione di stato dei gas perfetti.
• Variabili di stato.
• Energia interna di un gas perfetto.
• Interpretazione microscopica della temperatura e della pressione.
• Collegamento tra velocità delle particelle, energia cinetica media e temperatura del gas.
• Collegamento tra la descrizione microscopica e macroscopica dei sistemi termodinamici.
Prima legge della termodinamica
• Lavoro termodinamico.
• Calore, lavoro ed energia interna.
• Prima legge della termodinamica.
• Convenzioni sui segni del calore e del lavoro.
• Applicazioni della prima legge a sistemi termodinamici semplici.
Trasformazioni termodinamiche
• Trasformazioni quasi-statiche.
• Trasformazioni isobare.
• Trasformazioni isocore.
• Trasformazioni isoterme.
• Trasformazioni adiabatiche.
• Lavoro associato alle diverse trasformazioni.
• Rappresentazione delle trasformazioni nei diagrammi pressione-volume.
• Interpretazione dei diagrammi pressione-temperatura.
• Confronto tra le principali trasformazioni termodinamiche.
• Calore specifico molare a volume costante e a pressione costante.
Seconda legge della termodinamica ed entropia
• Limiti della prima legge della termodinamica.
• Seconda legge della termodinamica.
• Enunciato di Kelvin–Planck.
• Enunciato di Clausius.
• Confronto tra la prima e la seconda legge della termodinamica.
• Trasformazioni reversibili e irreversibili.
• Introduzione al concetto di entropia.
• Variazione di entropia nelle trasformazioni a temperatura costante.
• Entropia e direzione spontanea dei processi.
• Macrostati, microstati e molteplicità.
• Interpretazione statistica dell’entropia.
Macchine termiche e ciclo di Carnot
• Principi generali di funzionamento delle macchine termiche.
• Sorgente calda e sorgente fredda.
• Lavoro prodotto da una macchina termica.
• Rendimento di una macchina termica.
• Ciclo di Carnot.
• Rendimento della macchina di Carnot.
• Limiti teorici del rendimento.
• Confronto tra macchine termiche ideali e reali.
• Rendimento delle macchine termiche reali.
Per tutti gli argomenti saranno presentati esempi applicativi ed esercizi di difficoltà progressiva.
Principi di fisica con MasteringPhysics, Volume 1: Meccanica, onde e termodinamica, Pearson.
Il Volume 1 costituisce il principale riferimento per la parte di termodinamica.
Per le altre parti dell’insegnamento può essere utilizzato anche:
Principi di fisica con MasteringPhysics, Volume 2: Elettromagnetismo e ottica, Pearson.
Programma
Questa seconda parte dell’insegnamento è dedicata ai principi fondamentali della termodinamica. Particolare attenzione sarà rivolta al collegamento tra le proprietà macroscopiche dei sistemi, quali temperatura, pressione, volume ed energia interna, e il comportamento microscopico delle particelle che li costituiscono. Saranno trattati i seguenti argomenti:Temperatura, calore ed equilibrio termico
• Introduzione generale alla termodinamica e alle sue principali grandezze fisiche.
• Temperatura e calore.
• Equilibrio termico.
• Principio zero della termodinamica.
• Quantità di calore.
• Determinazione della temperatura di equilibrio.
• Calore specifico e capacità termica.
• Scambi di calore tra corpi a temperature differenti.
Espansione termica e trasformazioni di fase
• Espansione termica lineare, superficiale e volumica.
• Coefficienti di dilatazione termica.
• Applicazioni ed esempi.
• Trasformazioni di fase.
• Fusione, solidificazione, evaporazione, condensazione e sublimazione.
• Calore latente.
• Scambi energetici durante le trasformazioni di fase.
Gas perfetti e teoria cinetica
• Equazione di stato dei gas perfetti.
• Variabili di stato.
• Energia interna di un gas perfetto.
• Interpretazione microscopica della temperatura e della pressione.
• Collegamento tra velocità delle particelle, energia cinetica media e temperatura del gas.
• Collegamento tra la descrizione microscopica e macroscopica dei sistemi termodinamici.
Prima legge della termodinamica
• Lavoro termodinamico.
• Calore, lavoro ed energia interna.
• Prima legge della termodinamica.
• Convenzioni sui segni del calore e del lavoro.
• Applicazioni della prima legge a sistemi termodinamici semplici.
Trasformazioni termodinamiche
• Trasformazioni quasi-statiche.
• Trasformazioni isobare.
• Trasformazioni isocore.
• Trasformazioni isoterme.
• Trasformazioni adiabatiche.
• Lavoro associato alle diverse trasformazioni.
• Rappresentazione delle trasformazioni nei diagrammi pressione-volume.
• Interpretazione dei diagrammi pressione-temperatura.
• Confronto tra le principali trasformazioni termodinamiche.
• Calore specifico molare a volume costante e a pressione costante.
Seconda legge della termodinamica ed entropia
• Limiti della prima legge della termodinamica.
• Seconda legge della termodinamica.
• Enunciato di Kelvin–Planck.
• Enunciato di Clausius.
• Confronto tra la prima e la seconda legge della termodinamica.
• Trasformazioni reversibili e irreversibili.
• Introduzione al concetto di entropia.
• Variazione di entropia nelle trasformazioni a temperatura costante.
• Entropia e direzione spontanea dei processi.
• Macrostati, microstati e molteplicità.
• Interpretazione statistica dell’entropia.
Macchine termiche e ciclo di Carnot
• Principi generali di funzionamento delle macchine termiche.
• Sorgente calda e sorgente fredda.
• Lavoro prodotto da una macchina termica.
• Rendimento di una macchina termica.
• Ciclo di Carnot.
• Rendimento della macchina di Carnot.
• Limiti teorici del rendimento.
• Confronto tra macchine termiche ideali e reali.
• Rendimento delle macchine termiche reali.
Per tutti gli argomenti saranno presentati esempi applicativi ed esercizi di difficoltà progressiva.
Testi Adottati
Hugh D. Young, Roger A. Freedman e A. Lewis FordPrincipi di fisica con MasteringPhysics, Volume 1: Meccanica, onde e termodinamica, Pearson.
Il Volume 1 costituisce il principale riferimento per la parte di termodinamica.
Per le altre parti dell’insegnamento può essere utilizzato anche:
Principi di fisica con MasteringPhysics, Volume 2: Elettromagnetismo e ottica, Pearson.
Modalità Frequenza
La frequenza delle lezioni e delle esercitazioni è obbligatoria.Modalità Valutazione
La valutazione dell’apprendimento relativo alla parte di termodinamica sarà effettuata mediante una prova in itinere, seguita da un esame orale. La prova in itinere sarà finalizzata a verificare la comprensione degli argomenti trattati e la capacità di applicare i principi e le relazioni fondamentali della termodinamica alla risoluzione di problemi di base. L’esame orale sarà volto a valutare: • la conoscenza dei concetti e dei principi fondamentali della termodinamica; • la comprensione del collegamento tra la descrizione macroscopica e quella microscopica dei sistemi fisici; • la capacità di analizzare le principali trasformazioni termodinamiche; • la capacità di stabilire collegamenti tra i diversi argomenti del programma; • la capacità di impostare e discutere semplici problemi; • l’uso corretto del linguaggio scientifico e delle grandezze fisiche. La valutazione della parte di termodinamica concorrerà alla valutazione complessiva dell’insegnamento secondo le modalità stabilite per il corso integrato.