Author: Amministratore

Informazioni generali (English version below)

• Anno di corso: 1°
• Semestre: 2°
• CFU: 9

Docente responsabile

Roberto Montanari

Giampiero Montesperelli

 Prerequisiti

Non sono previste propedeuticità formali. Tuttavia è opportuno che gli studenti che frequentano il corso di Materiali Metallici e Loro Interazione con l’Ambiente abbiano buone conoscenze di Chimica.

Obiettivi

La prima parte del corso si propone di fornire conoscenze approfondite sui difetti cristallini e sui principali meccanismi fisici che stanno alla base delle proprietà meccaniche dei metalli e delle leghe a bassa ed alta temperatura. Su questa base si discutono la deformazione plastica e i meccanismi di rafforzamento dei metalli. Vengono infine esaminati i processi metallurgici di solidificazione e metallurgia delle polveri.

La seconda parte del corso ha lo scopo di fornire una comprensione dei meccanismi di corrosione, dei metodi usati nel controllo e nella prevenzione della corrosione e di mettere in evidenza le correlazioni fra la morfologia dei fenomeni di corrosione, l’insieme di tutti i parametri che concorrono a creare le condizioni aggressive e i meccanismi delle reazioni chimiche ed elettrochimiche coinvolte nell’innesco, nella propagazione della corrosione e nella sua inibizione e controllo.

Contenuti del corso

 I parte (Prof. Montanari) 1- I difetti reticolari 2- La deformazione plastica 3- I meccanismi di rafforzamento dei metalli 4- Recupero, ricristallizzazione e crescita del grano 5- La solidificazione 6- La metallurgia delle polveri 7- Sviluppo e perfezionamento di nuovi materiali metallici

II parte (Prof. Montesperelli) Elementi di termodinamica e cinetica elettrochimica applicati ai fenomeni di corrosione: equazioni di Nernst, Butler-Volmer e di Tafel. Diagrammi E/pH Curve di polarizzazione. Fattori di corrosione. Evoluzione dei fenomeni di corrosione nel tempo. Le forme di corrosione: aerazione differenziale, pitting, interstiziale, accoppiamento galvanico, corrosione sotto sforzo, corrosione fatica, corrosione erosione, danneggiamento da idrogeno. Monitoraggio della corrosione negli impianti industriali. Metodi di protezione e prevenzione: inibitori di corrosione, rivestimenti, protezione catodica, protezione anodica.

Testi di riferimento

• Roberto Montanari – Microstruttura e proprietà meccaniche dei metalli Ed. TexMat
• P.Pedeferri – Corrosione e protezione dei materiali metallici – Ed. Polipress (2 volumi), appunti distribuiti dal docente
  

Modalità d’esame

L’esame di Materiali Metallici e Loro Interazione con l’Ambiente prevede due prove di accertamento scritte, che verranno svolte rispettivamente a metà ed al termine di ognuna delle due parti che compongono il corso, ed una prova orale. L’orale è facoltativo per gli studenti che avranno superato gli accertamenti scritti ed obbligatorio per tutti gli altri.

English version – Metallic materials and their interaction with environment

• Year of the course: 1°
• Semester: 2°
• CFU: 9

Instructors

Roberto Montanari

Giampiero Montesperelli

 Prerequisites

There are no formal prerequisites. However, it is appropriate that students who attend the course of Metallic Materials and Their Interaction with the Environment have good knowledge of Chemistry.

Aim of the course

The aim of the first part of the course is to provide a depth knowledge on the crystalline defects and the main physical mechanisms that underlie the mechanical properties of metals and alloys at low and high temperature. The mechanisms of the plastic deformation and strengthening of metals will be discussed. Then, the metallurgical processes of solidification and powder metallurgy will be examined.

The second part of the course has the aim to provide an understanding of the mechanisms of corrosion, the methods used in its control and prevention. The correlation between the morphology of corrosion phenomena, the environmental parameters and the electrochemical reactions involved in the initiation and propagation of corrosion and its inhibition and control.

Contents

Part I (Prof. Montanari) 1 – The lattice defects 2 – The plastic deformation 3 – The strengthening mechanisms of metals 4 – Recovery, recrystallization and grain growth 5 – The solidification 6 – Powder metallurgy 7 – Development and improvement of new metallic materials.

Part II (Prof. Montesperelli) Elements of thermodynamics and kinetics applied to electrochemical corrosion phenomena: the Nernst equation, the Butler-Volmer and Tafel. Diagrams E / pH, of Polarization curve. Corrosion affecting factors. Evolution of corrosion with time. Forms of corrosion: differential aeration, pitting, crevice, galvanic, stress corrosion, corrosion fatigue, erosion, hydrogen damage. Corrosion monitoring in industrial plants. Methods of protection and prevention: corrosion inhibitors, coatings, cathodic protection, anodic protection.

Textbooks

• Roberto Montanari – Microstruttura e proprietà meccaniche dei metalli Ed. TexMat
• P.Pedeferri – Corrosione e protezione dei materiali metallici – Ed. Polipress (2 volumi), Teacher’s lectures
  

Examination procedures

The exam of Metallic Materials and their interaction with environment consists of two written tests, which take place respectively in the middle and at the end of each of the two parts of the course, and an oral examination. The oral exam is optional for students who have passed the written tests and compulsory for all the others.

Informazioni generali

• Anno di corso: 1°
• Semestre: 2°
• CFU: 6

Docente responsabile

Roberto VERZICCO

Obiettivi del corso

Questo corso ha come obiettivo quello di introdurre le basi della fluidodinamica che vanno dalla definizione di fluido fino alle relazioni che ne governano la statica, cinematica e dinamica. Alla fine del corso tali concetti verranno applicati a problemi di interesse pratico.

Prerequisiti

Conoscenze del secondo anno di Matematica e Fisica.

Contenuti del corso

GENERALITÀ SUI FLUIDI

Definizione di fluido. Concetto di continuo. Densità ed espansione termica. Comprimibilità di un fluido. Viscosità e sforzi. Tensione di vapore. Tensione superficiale. Effetto della curvatura della superficie. Capillarità.

STATICA DEI FLUIDI

Pressione in un fluido. Distribuzione di pressione in un fluido.

Variazioni di pressione in un fluido in quiete. Atmosfera standard. Forze di pressione su una superficie piana: pressione costante, distribuzione lineare di pressione. Forze di pressione su una superficie curva. Spinta di Archimede. Galleggiamento e stabilità. Misuratori di pressione.

CINEMATICA DEI FLUIDI

Descrizione lagrangiana ed euleriana. Traiettorie, linee di corrente e streaklines. Derivata materiale. Accelerazione di Lagrange. Funzione di corrente.

Analisi del moto nell’intorno di un punto: caso bidimensionale semplificato, caso generale tridimensionale.

DINAMICA DEI FLUIDI

Teorema del trasporto di Reynolds. Equazione di conservazione della massa: forma integrale, forma differenziale. Equazione di bilancio della quantità di moto: forma integrale, forma differenziale. Applicazione dell’equazione di bilancio della quantità di moto. Equazione di conservazione dell’energia: forma integrale, forma differenziale. Applicazione dell’equazione di conservazione dell’energia. Forma differenziale vs forma integrale. Il tensore degli sforzi. Relazioni costitutive. Equazioni di Navier-Stokes. Varie forme dell’equazione dell’energia.

EQUAZIONE DI BERNOULLI

Seconda legge della dinamica per un fluido ideale.

Equazione di Bernoulli. Teorema di Crocco. Tubo di Pitot. Tubo di Venturi.

SOLUZIONI ESATTE DELLE EQUAZIONI DI NAVIER-STOKES

Flusso tra lastre piane e parallele. Flusso di Couette. Flusso di Hagen-Poiseuille.

STRATO LIMITE

Equazioni dello strato limite, equazione integrale e soluzioni approssimate.

FORZE FLUIDODINAMICHE E SIMILITUDINI

Teorema di Buckingham ed analisi dimensionale. Similitudine dinamica. Similitudine distorta. Studio di flussi particolari: flusso intorno a corpi immersi, flussi con superficie libera, flusso nelle macchine rotanti, flusso in circuiti chiusi. Legge di Darcy-Weisbach. Tubi a sezione non circolare. Perdite concentrate. Forze aerodinamiche.

Testi di riferimento

• Dispense fornite dal docente

Modalità d’esame

Scritto.

Informazioni generali

• Anno di corso: 2°
• Semestre: 1°
• CFU: 6
• sito di riferimento : http://didattica.uniroma2.it/news/index/insegnamento/154540-Elettrotecnica

Docenti responsabili

Vincenzo BONAIUTO

Contenuti del Corso

1. Introduzione ai circuiti Circuiti a costanti concentrate: limiti di validità. Grandezze fisiche considerate. Il circuito elettrico. Le leggi di Kirchhoff. I bipoli, gli elementi a più di due terminali. Definizione di porta. Relazioni costitutive degli elementi bipolari lineari e permanenti: resistore, condensatore, induttore, generatore ideale di tensione e di corrente. Equivalenza fra i generatori di tensione nel caso reale. Il corto circuito e il circuito aperto. Connessioni non valide di elementi ideali. Relazioni costitutive degli elementi ideali due porte: induttori accoppiati, trasformatore ideale. Generatori controllati. Proprietà energetiche ai singoli componenti ideali.

2. Nozioni di topologia dei circuiti Grafo di un circuito e sue proprietà topologiche. Nozioni di topologia fondamentali: ramo, nodo, maglia, taglio, albero e co-albero. Conseguenze topologiche delle leggi di Kirkhhoff.

3. Rappresentazione esterna di circuiti. Il teorema di Thevenin e il teorema di Norton.

4. Analisi di circuiti senza memoria Il problema dell’analisi dei circuiti a costanti concentrate. Il sistema generale di equilibrio. Metodi di analisi del circuito su base maglie su base nodi. Elementi considerati: resistori, generatori di tensione e di corrente, generatori controllati.

5. Analisi di circuiti in regime permanente Suddivisione della risposta di un circuito nella parte transitoria e nella parte permanente. Limiti di validità di tale suddivisione. Legame fra il fasore dell’eccitazione e il fasore della risposta permanente. Descrizione del metodo grafico dei fasori. Legame fra grandezze nel tempo e fasori. Le funzioni sinusoidali e loro rappresentazione con il metodo dei fasori. Legami fra fasori delle grandezze elettriche per componenti elementari. Potenza e energia in regime permanente: potenza istantanea, potenza complessa, potenza attiva e reattiva. Bilancio energetico di un circuito in regime permanente. Analisi di circuiti con il metodo grafico. Rifasamento di un carico reattivo: risoluzione con il metodo grafico.

6. Analisi di circuiti con memoria Analisi di circuiti semplici del dominio del tempo. Andamenti tipici delle grandezze impresse nei circuiti con memoria. Il metodo della trasformata di Laplace. Calcolo di alcune trasformate elementari. Proprietà fondamentali della trasformata di Laplace: linearità, derivazione, integrazione e traslazione nel dominio del tempo. Antitrasformazione di Laplace. Sviluppo in frazioni parziali: caso di poli semplici. Calcolo di antitrasformate di funzioni razionali a coefficienti reali. Applicazione del metodo della trasformata di Laplace alla analisi di circuiti elettrici. Trasformazioni delle relazioni costitutive dei componenti e loro circuito equivalente nel dominio di Laplace. Trasformazione delle leggi di Kirkhhoff nel dominio di Laplace. Caso della presenza di condizioni iniziali. Esempi di applicazione del metodo di Laplace.

7. Funzioni di rete Eccitazione e risposta di un circuito. Classificazione delle funzioni di rete. La risposta impulsiva. L’integrale di convoluzione. Stabilità dei circuiti: proprietà delle funzioni di rete derivanti dalla stabilità. Caso dei circuiti attivi e passivi. Suddivisione della risposta di un circuito in parti significative: risposta libera e risposta forzata. Comportamento in frequenza di un circuito. Diagrammi di Bode. Filtri passivi. Circuiti risonanti.

8. Impianti elettrici e cenni sulla sicurezza elettrica Il sistema di distribuzione energia elettrica: descrizione e prospettive. Il sistema trifase, tensioni stellate e concatenate, connessioni a stella e triangolo. Sistema trifase simmetrico ed equilibrato: proprietà. Potenza nei sistemi trifase. Cenni di dimensionamento di un impianto elettrico. Sovracorrenti e sovratensioni: sistemi di protezione. Effetti della corrente elettrica sul corpo umano: sistemi di protezione.

Testi di riferimento

• Elettrotecnica  – ed. Create McGraw-Hill 2014 a cura di V.Bonaiuto e F.Sargeni
• Esercizi di Elettrotecnica 1 – 2a ed. TeXMat Roma 2005 – V. Bonaiuto M. Bonifazi F. Sargeni

Informazioni generali

• Anno di corso: 1°
• Semestre: 1°
• CFU: 6

Docenti responsabili

1° canale (A-C) : Simonetta ANTONAROLI

sito di riferimento : http://didattica.uniroma2.it/news/index/insegnamento/156726-Chimica

2° canale: Alessandra D’EPIFANIO

sito di riferimento :

3° canale: Maria Luisa DI VONA

sito di riferimento : http://didattica.uniroma2.it/news/index/insegnamento/156728-Chimica

4° canale:

sito di riferimento :

Prerequisiti

Nessuno.

Programma:

Introduzione, atomo e stechiometria

Generalità  sulla struttura dell’atomo. Numero atomico,numero di massa. Isotopi. Massa atomica relativa. Le molecole, masse molecolari relative. Formula minima e formula bruta di un composto. Costante di Avogadro. Massa molare. Reazioni chimiche, equazione stechiometrica. Reagenti limitanti, resa percentuale.

Struttura elettronica e sistema periodico degli elementi

Dualità e caratteristiche della luce. Spettri di emissione e di assorbimento. Evoluzione del modello atomico. Modello quantistico di Bohr. Teoria degli orbitali atomici. Principio di indeterminazione di Heisenberg. Legge di De Broglie. Forma e struttura degli orbitali. Numeri quantici. Principio di esclusione di Pauli. Principio della massima molteplicità di Hund. Sistema periodico degli elementi. Elettronegatività,energia di ionizzazione, affinità elettronica e numero di ossidazione.

Il legame chimico

Generalità. Tipi di legame chimico. Legame covalente. Legame omopolare. VSEPR e teoria degli orbitali molecolari. Ibridizzazione. Risonanza. Legame ionico. Legame metallico Legami intermolecolari: dipolo-dipolo, dipolo-dipolo indotto. Legame a idrogeno. Forze di London. Forze di Van Der Waals. Conduttività e proprietà dei metalli.

Gli stati della materia.

Stato aeriforme. Proprietà e leggi dei gas. Gas ideali e equazione di stato. Equazione di stato dei gas reali. Legge di Dalton. Pressioni parziali e frazioni molari. Stato solido. Stato liquido, proprietà macroscopiche dei liquidi e passaggi di stato. Tensione di vapore. Diagrammi di stato ad un componente(acqua, anidride carbonica). Equazione di Clapeyron. Legge di Raoult.

Termodinamica chimica.

Termochimica. Principi della termodinamica. Entalpia, entropia, energia libera di Gibbs. Legge di Hess. Spontaneità delle reazioni. Equazione di Van t’Hoff.

Proprietà delle soluzioni.

Proprietà colligative. Unità di concentrazione. Soluzioni sature e solubilità. Fattori che influenzano la solubilità.

Equilibrio Chimico

Concetto di equilibrio. Costanti di equilibrio, loro interpretazione e utilizzo. Equilibri eterogenei. Previsione della direzione di una reazione. Calcolo delle concentrazioni all’equilibrio. Principio dell’equilibrio mobile di Le Chatelier.

Equilibri Acido-Base e ulteriori aspetti degli equilibri in soluzione acquosa.

Acidi e basi secondo Bronsted-Lowry. Acidi secondo Lewis. Autoionizzazione dell’acqua. Scala del pH. Acidi e basi forti. Acidi e basi deboli monoprotici. Titolazioni. Soluzioni tampone. Equilibri di solubilità e costante del prodotto di solubilità. Effetto dello ione comune.

Elettrochimica.

Stati di ossidazione e reazioni di ossido riduzione. Bilanciamento di equazioni di ossido-riduzione con metodo degli ioni formali e ionico elettronico. Celle galvaniche o pile. Elettrodi, uso dei potenziali standard. Forza elettromotrice. Equazione di Nernst. Pile a concentrazione. Cenni sull’elettrolisi. Legge di Faraday.