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FISICA DEI MATERIALI E DELLE NANOTECNOLOGIE SOSTENIBILI

Angelo DI BERNARDO FISICA DEI MATERIALI E DELLE NANOTECNOLOGIE SOSTENIBILI

0512900016
DIPARTIMENTO DI FISICA "E.R. CAIANIELLO"
CORSO DI LAUREA
SCIENZE E NANOTECNOLOGIE PER LA SOSTENIBILITÀ
2023/2024

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2022
ANNUALE
CFUOREATTIVITÀ
1FISICA DEI MATERIALI PER LE FONTI RINNOVABILI (MODULO DI FISICA DEI MATERIALI E DELLE NANOTECNOLOGIE SOSTENIBILI)
324LEZIONE
336LABORATORIO
2LABORATORIO DI NANOTECNOLOGIE (MODULO DI FISICA DEI MATERIALI E DELLE NANOTECNOLOGIE SOSTENIBILI)
324LEZIONE
336LABORATORIO
ANGELO DI BERNARDO21 Curriculum
Obiettivi
IL CORSO MIRA A FARE ACQUISIRE AGLI STUDENTI I CONCETTI E LE NOZIONI DI BASE PER DESCRIVERE LA FISICA DEI MATERIALI UTILIZZATI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIE RINNOVABILI, NONCHÉ I FENOMENI FISICI E PROCESSI ALLA BASE DELLA STESSA PRODUZIONE. AL TERMINE DEL CORSO, LO STUDENTE SVILUPPERÀ CONOSCENZE DI BASE DI CRISTALLOGRAFIA, DELLA STRUTTURA A BANDE DEI MATERIALI, DELLE LORO PROPRIETÀ ELETTRONICHE, TERMICHE ED OTTICHE, E DEI PROCESSI CHIMICO-FISICI UTILIZZATI PER L’UTILIZZO DI FONTI RINNOVABILI E PRODUZIONE DI ENERGIA, TRA CUI FOTOVOLTAICA, EOLICA, GEOTERMICA, IDROELETTRICA. LO STUDENTE SARÀ ANCHE IN GRADO DI COMPRENDERE I PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DEI PRINCIPALI DISPOSITIVI IMPIEGATI PER L’ACCUMULO DI ENERGIA, PER LA CARATTERIZZAZIONE DELLA LORO EFFICIENZA ENERGETICA, INSIEME A VANTAGGI E SVANTAGGI DI CIASCUN TIPO DI FONTE RINNOVABILE.
Prerequisiti
L’INSEGNAMENTO PRESUPPONE CONCETTI DI FISICA E CHIMICA DI BASE, CHE DOVREBBERO ESSERE ACQUISITI DALLO STUDENTE DURANTE IL PRIMO ANNO DEL CORSO DI LAUREA. IN AGGIUNTA, SONO NECESSARIE CONOSCENZE DI BASE DI MATEMATICA PER LE ESERCITAZIONI PREVISTE COME PARTE DEL CORSO.
Contenuti
IL CORSO FORNISCE LE BASI TEORICHE E LE CONOSCENZE PRATICHE DELLE PRINCIPALI FONTI E MATERIALI, NONCHÉ DELLE NANOTECNOLOGIE UTILIZZATE PER LA PRODUZIONE, ACCUMULO ED UTILIZZO DI ENERGIA RINNOVABILE. IL CORSO INCLUDE 80 ORE (8 CFU) DI DIDATTICA NELLA FORMA DI LEZIONI IN AULA, 20 ORE (2 CFU) DI ESERCITAZIONE E 20 ORE (2 CFU) DI LABORATORIO.

GLI ARGOMENTI AFFRONTATI NELLE LEZIONI IN AULA INCLUDONO:

• MATERIALI, PROCESSI E NANOTECNOLOGIE PER ENERGIA FOTOVOLTAICA: CONCETTI DI BASE DI FISICA DELLO STATO SOLIDO E DI CRISTALLOGRAFIA, INTERAZIONE LUCE-MATERIA, SPETTRO DI ASSORBIMENTO E DI EMISSIONE, ELETTRONI IN SOLIDI E SEMICONDUTTORI, STRUTTURA A BANDE DEL SILICIO, GIUNZIONI P-N, CELLE FOTOVOLTAICHE IN SILICIO, LIMITI AD EFFICIENZA DI CONVERSIONE, PROCESSI SU NANOSCALA E NANOMATERIALI PER OTTIMIZZAZIONE DELL’EFFICIENZA DI CELLE SOLARI, IMPIANTI FOTOVOLTAICI (2 CFU).
• MATERIALI, PROCESSI E NANOTECNOLOGIE PER ENERGIA EOLICA: MECCANICA DEI FLUIDI E VISCOSITÀ, SCALA DI BEAUFORT, DISTRIBUZIONE DI WEIBULL, ANEMOMETRIA, TEORIA DEL MOMENTO ASSIALE E LIMITE DI BETZ, PALE EOLICHE, CONSIDERAZIONI ECONOMICHE E SU POTENZA DEGLI IMPIANTI, NUOVI APPROCCI NANOTECNOLOGICI PER IMPIANTI EOLICI (2 CFU).
• MATERIALI, PROCESSI E NANOTECNOLOGIE PER ENERGIA GEOTERMICA: CONCETTI DI BASE DI TERMODINAMICA, CICLO DI CARNOT, PROCESSI FISICI PER IL TRASFERIMENTO DI CALORE (CONDUZIONE, CONVEZIONE, IRRAGGIAMENTO), MOTORE DI STERLING, LIMITI AD EFFICIENZA DI MOTORI REALI, TRASPORTO DI CALORE E DI MASSA, ANALISI DI CIRCUITI DI CALORE (E TERMINOLOGIA), SISTEMI A BASSA, MEDIA ED ALTA ENTALPIA, POMPE DI CALORE E SISTEMI DI RAFFREDDAMENTO, PROPRIETÀ DELLE ROCCE, IMPIANTI GEOTERMICI, SISTEMI GEOTERMICI MIGLIORATI, DIMENSIONAMENTO DELLE RISORSE GEOTERMICHE, CASI STUDIO DI APPLICAZIONI DI NANOTECNOLOGIE PER SISTEMI DI PRODUZIONE DI ENERGIA GEOTERMICA (2 CFU).
• MATERIALI, PROCESSI E NANOTECNOLOGIE PER ENERGIA IDROELETTRICA: LEGGI FONDAMENTALI DELL’IDROSTATICA, ENERGIA POTENZIALE E PRESSIONE, LEGGE DI BERNOULLI, PORTATA ED EQUAZIONE DI CONTINUITÀ, POTENZA IDRAULICA, TURBINE AD IMPULSO E A REAZIONE, POMPA AD ARIETE IDRAULICO, IMPATTO AMBIENTALE ED ECONOMICO DI SISTEMI IDROELETTRICI (2 CFU).

TRAMITE ESERCITAZIONI ED ESPERIMENTI IN LABORATORIO, GLI STUDENTI AVRANNO L’OPPORTUNITÀ, CON IL SUPPORTO DEL DOCENTE, DI TESTARE LE NOZIONI E VERIFICARE L’APPLICAZIONE PRATICA DI ALCUNI DEI CONCETTI E DELLE NOZIONI APPRESE NEL CORSO DELLE LEZIONI.
Metodi Didattici
SE TUTTI GLI STUDENTI SONO D'ACCORDO, IL CORSO PUÒ ESSERE SU RICHIESTA INSEGNATO DAL DOCENTE IN LINGUA INGLESE. QUALORA QUESTO FOSSE UN PROBLEMA, ANCHE PER UNO SOLO DEGLI STUDENTI, LE LEZIONI VERRANNO IMPARTITE IN LINGUA ITALIANA.

L’INSEGNAMENTO PREVEDE 80 ORE DI DIDATTICA NELLA FORMA DI LEZIONI IN AULA (8 CFU), 20 ORE (2 CFU) DI ESERCITAZIONE E 20 ORE (2 CFU) DI LABORATORIO. LA FREQUENZA DEL CORSO NON È OBBLIGATORIA, MA È FORTEMENTE CONSIGLIATA SOPRATTUTTO PERCHÉ PROPEDEUTICA ALLE ESERCITAZIONI E ATTIVITÀ DI LABORATORIO, CHE CONTRIBUIRANNO ANCHE IN PARTE ALLA VALUTAZIONE FINALE. NELLE ESERCITAZIONI ED ATTIVITÀ DI LABORATORIO SARANNO PROPOSTI SEMPLICI ESERCIZI DI VERIFICA O REALIZZATI ESPERIMENTI COLLEGATI A QUANTO PRECEDENTEMENTE TRATTATO DA UN PUNTO DI VISTA TEORICO.
Verifica dell'apprendimento
L’ESAME PREVEDE IL SUPERAMENTO DI UNA PROVA ORALE VALUTATA IN TRENTESIMI. GLI STUDENTI AVRANNO ANCHE LA POSSIBILITÀ DI SOSTENERE UNA PROVA INTERCORSO, ALLA FINE DEL PRIMO MODULO. IN TAL CASO, L’ESAME ORALE FINALE SARÀ SOLO INCENTRATO SUGLI ARGOMENTI OGGETTO DEL SECONDO MODULO DEL CORSO.

L’ESAME ORALE CONTRIBUIRÀ AL 70% DEL VOTO FINALE. UN ULTERIORE 30% VERRÀ ASSEGNATO PER LE ATTIVITÀ DI LABORATORIO ED ESERCITAZIONI SVOLTE DALLO STUDENTE.

PER LA VERIFICA ORALE, IL LIVELLO DI VALUTAZIONE MINIMO (18/30) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE DIMOSTRA UNA CONOSCENZA DEI CONCETTI DI BASE DELLA FISICA DEI MATERIALI NONCHÉ DEI PROCESSI E DELLE NANOTECNOLOGIE UTILIZZATI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIE SOSTENIBILI. IL LIVELLO MASSIMO DI VALUTAZIONE (30/30) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE MOSTRA UNA BUONA PADRONANZA DI TUTTI I CONCETTI, METODI E TECNICHE DISCUSSI NEL CORSO DELLE LEZIONI. LA LODE VIENE ATTRIBUITA QUANDO IL CANDIDATO MOSTRA DI AVER APPROFONDITO I CONTENUTI DEL CORSO, ANCHE OLTRE IL LIVELLO DI PRESENTAZIONE DEGLI STESSI NEL CORSO DELLE LEZIONI, E DIMOSTRA DI SAPER PRESENTARE GLI ARGOMENTI TRATTATI CON NOTEVOLE PROPRIETÀ DI LINGUAGGIO.

PER LE ATTIVITÀ DI LABORATORIO ED ESERCITAZIONI, IL LIVELLO DI VALUTAZIONE MINIMO (18/30) VIENE ASSEGNATO QUANDO LO STUDENTE SVOLGE IL 20% DELLE ATTIVITÀ DI LABORATORIO ED ESERCITAZIONI PREVISTE. IL LIVELLO DI VALUTAZIONE MASSIMO (30/30) VIENE ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE SVOLGE IL 70% DELLA ATTIVITÀ DI LABORATORIO ED ESERCITAZIONI PREVISTE, E MOSTRA BUONA INDIPENDENZA E PADRONANZA DEGLI ARGOMENTI DI VERIFICA NEL CORSO DELLE STESSE.
Testi
J. TWIDELL E T. WEIR, "RENEWABLE ENERGY RESOURCES" (2ND ED., TAYLOR AND FRANCIS GROUP).

R. L. JAFFE E W. TAYLOR, "THE PHYSICS OF ENERGY" (CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS).

ALTRO MATERIALE SARÀ RESO DISPONIBILE DAL DOCENTE.
Altre Informazioni
IN CASO DI DOMANDE O CHIARIMENTI, SI PREGA DI CONTATTARE IL DOCENTE ALL'INDIRIZZO ADIBERNARDO@UNISA.IT.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2024-11-05]