Complementi di fisica per le scienze ambientali

A.A. 2022/2023
6
Crediti massimi
48
Ore totali
SSD
FIS/06 FIS/07
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso si pone come obbiettivo quello di fornire agli studenti nozioni di fisica a livello specialistico sulle tecnologie della transizione energetica e legati alla comprensione dei meccanismi naturali e antropici delle mutazioni climatiche esplicitando ruolo dell'energia nei diversi processi affrontati. La parte dedicata alla comprensione dei meccanismi che influenzano il clima ha lo scopo di rendere lo studente in grado di affrontare criticamente il dibattito attuale sul Global Warming. La seconda parte è dedicata al ruolo delle risorse energetiche nello sviluppo delle società umane e agli effetti ambientali dovuti all'uso di armi nucleari.
Risultati apprendimento attesi
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato conoscenze sui concetti fondamentali relativi ai sistemi energetici nei processi climatici, alla natura e alle caratteristiche delle fonti rinnovabili e fossili per la produzione di energia. Lo studente acquisirà competenze che gli consentiranno di applicare queste conoscenze alle problematiche ambientali in termini di politiche energetiche e climatiche.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Secondo semestre

Programma
Il corso si pone come obbiettivo quello di fornire agli studenti alcuni concetti di fisica a livello specialistico, declinati nelle loro applicazioni in ambito delle tecnologie della transizione energetica e legati alla comprensione dei meccanismi naturali e antropici delle mutazioni climatiche. Il filo conduttore del corso è il ruolo dell'energia nei diversi processi affrontati. La prima parte del corso è dedicata alla comprensione dei meccanismi che nel passato hanno causato modifiche del clima e a quelli che lo possono modificare nel futuro prossimo rendendo lo studente in grado di affrontare criticamente il dibattito attuale sul Global Warming. La seconda parte è dedicata al ruolo delle risorse energetiche nello sviluppo delle società umane.

Introduzione: sistemi climatici ed energia.
L'energia in fisica, cinetica, potenziale, radiante, calore.
Fonti di energia terrestri ed extraterrestri.
Fonti rinnovabili e fonti fossili.
Produzione, trasporto e conservazione dell'energia.
Pompe di calore.
Politiche dell'energia nell'Unione Europea.
Bilancio energetico radiativo del pianeta. L'effetto serra.
L'acqua caratteristiche fisico-chimiche e suo ruolo nella biosfera come vettore energetico.
Il ciclo fotosintetico e la biomassa.
Evoluzione del clima, cause naturali astronomiche cicli di Milankovic, cause biologiche, cause antropiche.
Paleoclima: metodi di studio del clima nel passato. Rapporti isotopici dell'ossigeno e del carbonio. Metodi di datazione, cenni di fisica nucleare, il C14. proxy ambientali per lo studio del clima.
Modelli climatici a differente scala. Global Warming.
Politiche del clima in UE.
Elementi di fisica dell'atmosfera e modellistica per la meteorologia.
Risparmio energetico: cenni di illuminotecnica, classificazione e caratteristiche di sorgenti e illuminanti.
Parametri ambientali e modificazioni climatiche: lo sviluppo, l'evoluzione e il collasso di civiltà.
Armi nucleari ed effetti biologici delle radiazioni.
Prerequisiti
Conoscenze di fisica di base di un corso universitario, sistemi di unità di misure, meccanica, termologia, teoria cinetica dei gas e termodinamica, energia e radiazione elettromagnetica.
Conoscenze in ambito chimico: tavola periodica degli elementi, isotopi, legami chimici.
Metodi didattici
Lezioni frontali e seminari su argomenti selezionati
Materiale di riferimento
- Slide delle lezioni
- D. MacKey, Sustainable Energy - Without the hot air version 3.5.2 Nov 2008 (electronic copy 2009, free on line)
- V. Smill, Energy: A beginner's Guide, 2017 Oneworld Pub.
- L. Dartnell, Origini. Come la Terra ci ha reso ciò che siamo, 2020 Il saggiatore
- Ludwig, N., Luzi, F., & Ricca, R. , La termografia: teoria ed applicazioni. 2015 Point Vet. Italie
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Prova in itinere ed esame orale finale, in alternativa esame scritto più orale.
FIS/06 - FISICA PER IL SISTEMA TERRA E PER IL MEZZO CIRCUMTERRESTRE
FIS/07 - FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA)
Lezioni: 48 ore
Docente/i
Ricevimento:
martedi ore 14-18;
via celoria 16