Capitolo 3 IL TRASFERIMENTO DI CALORE 3.1 EQUAZIONI DI TRASFERIMENTO Il primo principio e le equazioni di bilancio di energia, che da esso derivano, descrivono l’effetto che i trasferimenti di lavoro e calore attraverso i confini hanno sul patrimonio energetico di un sistema non isolato. Per lo studio dei casi presentati e per la soluzione delle equazioni di bilancio è stato sufficiente indicare le quantità o le portate di calore e lavoro, e non sono state trattate le modalità e le condizioni con cui il calore veniva scambiato attraverso i confini del sistema. In questo capitolo affronteremo per esteso lo studio del , mettendolo in relazione con le cause che lo determinano, le condizioni e le caratteristiche del sistema, allo scopo di pervenire a relazioni semplici che ci consentano di calcolare il calore trasferito nell’unità di tempo. Le relazioni che verranno fornite appartengono al gruppo delle , che descrivono il trasferimento di una particolare grandezza (in particolare calore, materia, quantità di moto) in funzione delle caratteristiche del sistema. Una buona padronanza dell’uso di equazioni di bilancio ed equazioni di trasferimento costituisce una premessa necessaria, e spesso sufficiente, per affrontare e risolvere molti dei problemi relativi alle tecnologie chimiche e, in generale, di tutti i problemi che implicano trasferimenti di energia o materia. In realtà qualunque fenomeno naturale è interessato, in qualche modo, a trasferimento di energia e materia, dal metabolismo di una singola cellula, sino all’esplosione di una stella. Per gli ambiti di nostro interesse, tutte le operazioni unitarie prevedono in qualche modo trasferimenti di calore, che svilupperemo in questo capitolo, di , a cui accenneremo nel prossimo volume, e di , a cui si è accennato nel volume I in forma semplificata. Per lo studio dei fenomeni di trasporto è stato sviluppato un approccio unitario per cui tutti i fenomeni sono descritti dalla espressione generale: trasferimento di calore equazioni di trasferimento materia quantità di moto