La fisica tecnica, detta talvolta ingegneria termica e termodinamica applicata (da cui anche la corrispondenza con l'inglese thermal engineering e applied thermodynamics and heat transfer, ATHT), è una branca della fisica applicata tipicamente insegnata in diversi corsi di ingegneria. L'obiettivo della fisica tecnica è studiare le trasformazioni dell'energia, le sue interazioni con la materia e tra sistemi termodinamici..
La fisica tecnica comprende generalmente discipline quali la termodinamica, la meccanica dei fluidi e la trasmissione del calore e ha le più svariate applicazioni, che possono spaziare dall'ingegneria meccanica, ove è alla base del funzionamento dei motori, 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.
Etimologia
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..
Applicazioni pratiche
Macchine termiche
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, progettati basandosi sul concetto di ciclo termodinamico 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.
Lo sviluppo dei motori a combustione interna è uno dei campi specializzati in cui è coinvolta la fisica tecnica. Questi motori hanno una varietà di applicazioni, ma sono presenti soprattutto nell'industria dei trasporti, poiché vengono utilizzati ovunque, dalle automobili agli esoreattori.
Scambiatori di calore
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, con applicazioni sia nel riscaldamento che nel raffreddamento. Alcuni esempi di scambiatori di calore includono condensatori e dissipatori di calore. 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.
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 (), ossia la diminuzione di prestazioni in caso di temperature troppo elevate. 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.
Altre applicazioni pratiche della fisica tecnica includono l'isolamento termico e gli accumulatori termici.
Note
Bibliografia
Voci correlate Ciclo frigorifero Impianto di raffreddamento Termodinamica del non equilibrio
Altri progetti
Collegamenti esterni
Categoria:Branche della fisica Categoria:Ingegneria Categoria:Ingegneria meccanica Categoria:Ingegneria civile