Domande d'esame VERIFICATO
Quiz 3
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Il testo presenta una serie di domande a risposta multipla su trasferimento di calore per conduzione in pareti piane, cilindri e sfere, analizzando l'effetto della conducibilità termica variabile sulla distribuzione di temperatura e sul calcolo della resistenza termica. Vengono inoltre esaminati i profili di temperatura in geometrie diverse, la generazione interna di calore uniforme e le caratteristiche delle alette di raffreddamento, definendo efficienza ed efficacia per ottimizzare lo scambio termico.
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- Quando la conducibilità termica di un materiale varia linearmente con la temperatura secondo la legge $k = k_0(1 + \beta T)$ con $\beta > 0$, il profilo di temperatura in una parete piana diventa curvo e la temperatura al centro risulta inferiore rispetto al caso a conducibilità costante, poiché la resistenza termica effettiva aumenta verso le regioni più calde.
- Nel caso della conduzione radiale attraverso un cilindro cavo o una sfera con conducibilità costante, il profilo di temperatura lungo il raggio non è lineare ma assume rispettivamente una forma logaritmica per i cilindri e una forma iperbolica per le sfere.
- Per pareti composte costituite da più strati disposti in serie, la resistenza termica totale del sistema è data dalla somma algebrica delle resistenze termiche individuali di ciascun strato, assumendo che il flusso di calore sia uniforme attraverso tutte le interfacce.
- Nelle applicazioni con generazione interna di calore uniforme in regime stazionario, il profilo di temperatura all'interno del solido assume una forma parabolica e la massima differenza di temperatura si verifica tra il centro del corpo e la sua superficie.
- L'efficacia di alette di raffreddamento è definita come il rapporto tra il calore effettivamente trasferito dall'intera superficie dell'aleatura e il calore che verrebbe trasferito se tutta l'area superficiale fosse mantenuta alla temperatura di base, mentre l'efficienza rappresenta il rapporto tra il calore reale scambiato e quello massimo teorico ottenibile se tutta l'alea fosse alla temperatura di base.
- L'aggiunta di isolamento termico su cilindri o sfere di piccolo diametro può paradossalmente aumentare la resistenza termica totale del sistema a causa dell'aumento della superficie esterna che favorisce il trasferimento convettivo, fenomeno noto come effetto di paradosso dell'isolamento.
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