CHIMICA FISICA INDUSTRIALE

Il corso si propone di approfondire le conoscenze chimico-fisiche di base per la comprensione ed investigazione delle reazioni chimiche e dei fenomeni di trasporto, tappa fondamentale per la progettazione dei processi chimici. Verranno pertanto presentate le potenzialità applicative delle leggi che regolano il trasporto di materia, energia e quantità di moto. Alla fine del corso lo studente sarà in grado di trattare e risolvere mediante applicazione numerica diretta delle relazioni studiate, problemi che riguardano il moto dei fluidi, la trasmissione del calore e la diffusione nei diversi processi chimici.

Lezioni frontali

Superamento degli esami di Matematica e di Fisica del 1° anno.

Fortemente suggerita.

La reazione chimica e i fenomeni di trasporto.

• Trasporto molecolare e diffusione, forze intermolecolari.
• Trasferimento di momento
• Fluidi newtoniani e non newtoniani. Le equazioni del bilancio energetico: fluido ideale e fluido dissipativo. Il bilancio meccanico. Il Bilancio di massa e l’equazione della continuità. Le equazioni di Navier-Stokes.
• Cenni di geometria frattale: perimetro bagnato. Metodo di Buckingham delle costanti adimensionali. Diagramma di Moody. Regime laminare e turbolento, fenomeni di instabilità e leggi del caos.
• La fluidodinamica moderna. Metodi numerici e metodi empirici per la soluzione delle equazioni differenziali della Fluidodinamica moderna.
• Trasferimento di calore: conducibilità nei gas e nelle fasi condensate, leggi di Fourier, applicazioni.
• Trasferimento di massa.
• La legge della continuità e leggi di Fick. Processi di trasporto nei liquidi. Processi di trasporto nei solidi. Effetti di correlazione dei flussi ed equazioni fenomenologiche di Onsager. Trasferimento di massa e reazioni chimiche.

La reazione chimica ed il problema delle dimensioni di scala: Le Nanoscienze.

• Crescita dei materiali da fasi soprassature. Decomposizione spinodale e nucleazione e crescita. Metodologia di crescita degli strati attivi. Metodologia Czochralski.

La scala dimensionale delle operazioni chimiche e le nanotecnologie.

• Esempi di modifiche a livello microscopico. La Litografia e la microlitografia: Resist positivi, resist negativi ed il meccanismo di immagazzinamento della informazione. Dose e Peso Molecolare.

Lo studente è libero di scegliere qualunque libro di testo.

• L. Forni, I. Rossetti Fenomeni di Trasporto, Cortina Editore, Milano, 2009.
• C.O. Bennett, J.E. Meyers, Momentum, heat and mass transfer, Mc Graw - Hill, New York 1962.
• M. Shur, Introduction to Electronic Devices, J. Wiley & Sons 1996
• L.F. Thompson, C.G. Willson and M.I. Bowden, Introduction to Microlithography, ACS 219, American Chemical Society, Washington.1982.

Il materiale didattico verrà fornito agli studenti durante le lezioni

Esame orale

nessuno