Insegnamento MATERIALI PER IL DESIGN
- Corso
- Design
- Codice insegnamento
- A000264
- Curriculum
- Comune a tutti i curricula
- Docente
- Stefano Falcinelli
- CFU
- 11
- Regolamento
- Coorte 2022
- Erogato
- 2022/23
- Tipo insegnamento
- Obbligatorio (Required)
- Tipo attività
- Attività formativa integrata
FONDAMENTI CHIMICI DELLE TECNOLOGIE
| Codice | A000265 |
|---|---|
| CFU | 5 |
| Docente | Stefano Falcinelli |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Attività | Base |
| Ambito | Formazione scientifica |
| Settore | CHIM/07 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | Italiano. |
| Contenuti | Teoria atomica della materia e stechiometria, stato gassoso, termodinamica e termochimica; equilibri di fase e soluzioni, equilibrio chimico, reazioni redox; elettrochimica - pile, accumulatori, elettrolisi; cinetica chimica; struttura atomica e meccanica quantistica; numeri quantici e orbitali; proprietà periodiche; legame chimico. Cenni di radiochimica; chimica dei pigmenti e dei coloranti. |
| Testi di riferimento | D. W. Oxtoby, H. P. Gillis e L. J. Butler, Chimica moderna, V Edizione, EdiSES, Napoli 2018. S. Falcinelli, F. Vecchiocattivi, Radiochimica ambientale, Aracne editrice, Ariccia 2016. http://www.aracneeditrice.it/aracneweb/index.php/pubblicazione.html?item=9788854894587 |
| Obiettivi formativi | L'insegnamento rappresenta il primo insegnamento di chimica ed esamina gli elementi di base della Chimica Generale trattando le proprietà (composizione e struttura) e le trasformazioni della materia. L'obiettivo principale dell'insegnamento consiste nel fornire agli studenti le basi per affrontare lo studio dei fondamenti generali della Chimica e per poter riconoscere e valutare il ruolo delle trasformazioni chimiche e della struttura microscopica della materia nelle applicazioni tecnologiche volte alla realizzazione di un progetto di Interior Design, Exhibit Design, Retail Design o Product Design. Le principali conoscenze acquisite saranno: - conoscenza dei principi e metodi del bilancio ponderale nelle reazioni chimiche; - conoscenza delle caratteristiche fondamentali delle proprietà degli stati di aggregazione della materia e delle caratteristiche degli equilibri fisici di fase; - conoscenze relative alla termodinamica, all'energetica e ai criteri di spontaneità delle reazioni chimiche; - conoscenza dei fondamenti dell'equilibrio chimico e conoscenza approfondita dei processi di ossidoriduzione, dei fenomeni di corrosione e dei processi sfruttati nella produzione e accumulazione dell'energia elettrica tramite pile e accumulatori; - conoscenze relative alla struttura microscopica della materia, alla struttura dell'atomo e delle molecole e del legame chimico da un punto di vista quantomeccanico. Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze aquisite) saranno: - capacità di analizzare e descrivere le principali reazioni chimiche da un punto di vista qualitativo e quantitativo con la capacità di saper eseguire calcoli predittivi in termini ponderali ed energetici, con particolare attenzione alle rese delle reazioni utilizzate nella produzione di energia (reazioni di combustione, reazioni di ossidoriduzione utilizzate in pile ed accumulatori); - capacità di saper valutare le condizioni chimico-fisiche ottimali da utilizzare al fine di massimizzare rese di reazione e resa energetica dei processi chimici; - capacità di saper identificare i pigmenti e i coloranti più idonei e le condizioni chimico-fisiche operative ottimali con garantire la loro durabilità nel tempo; - capacità di analizzare e descrivere i principali fenomeni di inquinamento chimico e saper valutare le condizioni chimico-fisiche più adatte al fine di minimizzarne l'impatto ambientale e per dare seguito ad azioni correttive di bonifica; - capacità di saper predire le principali caratteristiche chimico-fisiche delle varie sostanze in base all'analisi degli elementi costituenti e del legame chimico esistente fra essi. |
| Prerequisiti | Al fine di comprendere e saper applicare gli argomenti e le tecniche descritte nell'insegnamento non è necessario aver sostenuto altri esami del corso di laurea. Tuttavia, le conoscenze richieste per comprendere i contenuti del corso e raggiungere gli obiettivi formativi previsti sono le seguenti: Analisi Matematica: saper risolvere derivate, integrali ed equazioni e disequazioni di secondo grado; Fisica: saper eseguire conversioni dalle unità di misura del sistema cgs al sistema mks; saper eseguire l'analisi dimensionale nell'ambito del Sistema Internazionale di unità di misura (SI) al fine di verificare la plausibilità dei calcoli effettuatii e delle equazioni utilizzate. La conoscenza di queste tecniche rappresenta un prerequisito indispensabile per lo studente che voglia seguire il corso con profitto. |
| Metodi didattici | Il corso è organizzato nel seguente modo: - lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso; - esercitazioni in aula volte alla corretta applicazione dei concetti studiati per la risoluzione di esercizi numerici e di problemi pratico-applicativi. Durante tutto il corso si cerca di abituare lo studente a ragionare non solo in maniera qualitativa sui fenomeni studiati, ma anche quantitativamente, valutando le grandezze fisiche e chimiche coinvolte. Questo viene fatto oltre che tramite le lezioni frontali teoriche anche attraverso lo svolgimento in aula di dimostrazioni sperimentali, di esercizi numerici e di discussioni di approfondimento. |
| Altre informazioni | Lezioni frontali: quattro ore settimanali, comprensive di tutorato con dimostrazioni anche sperimentali in aula ed esercitazioni numeriche (una o due ore settimanali a seconda delle necessità). L'orario delle lezioni frontali, e l'aula dove esse si svolgeranno, è reperibile collegandosi al seguente indirizzo Web: http://www.ing1.unipg.it/didattica/studiare/orario-delle-lezioni |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L'esame prevede una prova scritta e una prova orale per ciascuno dei due moduli di cui si compone il Corso. Le prove scritte, per esigenze logistiche saranno sostenute in modo anticipato rispetto alle rispettive prove orali che potranno essere sostenute in sessioni diverse o contestualmente nella stessa sessione secondo il calendario stabilito dal CdS. Le due prove scritte per il modulo di "Fondamenti Chimici delle Tecnologie" e per quello di "Scienza e Tecnologie dei Materiali" sono entrambe costituite da 7-8 problemi a stimolo chiuso e risposta chiusa, e/o 1-2 problemi a stimolo chiuso e risposta aperta. Esse hanno ciascuna la durata di 1 ora e 30 minuti e sono finalizzate a verificare: i) la capacità di comprensione delle problematiche proposte durante il corso, ii) la capacità di applicare correttamente le conoscenze teoriche, iii) l'abilità di formulare in autonomia di giudizio osservazioni appropriate sulle possibili alternative modellistiche, iv) l'abilità di comunicare in modo efficace e pertinente in forma scritta. Le due prove orali per il modulo di "Fondamenti Chimici delle Tecnologie" e per quello di "Scienza e Tecnologie dei Materiali" consistono entrambe in prove colloquio a stimolo aperto con risposta aperta della durata di circa 20-30 minuti ciascuna, finalizzate ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici del corso; ii) il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni ai problemi chimici e tecnologici proposti riguardanti: teoria atomica della materia e stechiometria; stato gassoso; termodinamica e termochimica; equilibri di fase e soluzioni, equilibrio chimico, reazioni redox; elettrochimica - pile, accumulatori, elettrolisi; cinetica chimica; struttura atomica e meccanica quantistica; numeri quantici e orbitali; proprietà periodiche; legame chimico; proprietà e comportamento di sostanze e materiali utilizzati nel Design (pigmenti, coloranti, metalli, ceramici, vetro, legno, polimeri e compositi); iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito teorico-applicativo, con piena consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nelle diverse applicazioni chimico-tecnologiche affrontate nel corso, del significato fisico delle grandezze coinvolte, del livello di indeterminazione dei risultati conseguiti. Le prove orali hanno anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi mediando i risultati delle quattro prove con i seguenti pesi: prova scritta (modulo di "Fondamenti Chimici delle Tecnologie"), peso = 3/11; prova orale (modulo di "Fondamenti Chimici delle Tecnologie"), peso =2/11; prova scritta (modulo di "Scienza e Tecnologie dei Materiali"), peso = 4/11; prova orale (modulo di "Scienza e Tecnologie dei Materiali"), peso =2/11. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | Considerando che il design contemporaneo mira sempre più a promuovere processi di innovazione e sperimentazione, in cui design e scienza si intersecano, tale insegnamento intende illustrare e approfondire il rapporto sinergico esistente tra il design e la chimica. Questo approccio è basilare per processi di progettazione, interdisciplinari e condivisi, volti allo sviluppo di un progetto di Interior Design, Exhibit Design, Retail Design o Product Design, in un’ottica di innovazione sempre più compatibile con gli equilibri ambientali e con le esigenze del mercato. Nella parte iniziale del modulo, si affrontano i principi del bilancio ponderale nelle reazioni chimiche. Si studiano quindi le proprietà degli stati di aggregazione della materia, cominciando dallo stato gassoso, e le caratteristiche dei passaggi da uno stato all'altro, sia per sistemi puri, che per miscele di più composti. Successivamente, si studia la termodinamica chimica: si considera il ruolo dell'energia e della statistica microscopica nel determinare le caratteristiche dei passaggi di stato, i criteri di spontaneità delle reazioni chimiche e le caratteristiche degli stati di equilibrio della materia. Segue poi lo studio dell'equilibrio chimico che costituisce l'argomento della terza parte del corso, dove vengono considerate le reazioni in fase gassosa, in soluzione ed eterogenee. Si dà speciale enfasi ai processi di ossidazione e riduzione, con il loro coinvolgimento sia nella corrosione, sia nella produzione d'energia elettrica. Nell'ultima parte del corso si accenna alla struttura microscopica della materia, iniziando dalla struttura dell'atomo e delle molecole per passare ai vari tipi di legame chimico. Si impartiranno anche fondamenti di radiochimica ambientale e di chimica dei pigmenti e dei coloranti |
SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI
| Codice | 50145902 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente | Debora Puglia |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Attività | Base |
| Ambito | Formazione tecnologica |
| Settore | ING-IND/22 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | Italiano |
| Contenuti | Il corso mira a fornire una serie di nozioni tecniche necessarie per un uso consapevole dei materiali nelle applicazioni di design, approfondendo in particolare la correlazione tra le proprietà macroscopiche dei materiali e la loro struttura. Il programma prevede una introduzione alla relazione tra materiali e Design, classificazione dei materiali e e loro proprietà chimico-fisiche fondamentali. Verranno affrontate le caratteristiche proprie dei diversi materiali (metalli, ceramici, vetro, legno, polimeri e compositi) e descritti i procedimenti di base per la progettazione, nonché le possibili tecnologie utilizzabili a seconda dei materiali scelti e del prodotto desiderato. Si valuterà la relazione tra materiali e impatto ambientale, con particolare attenzione al Green Design. |
| Testi di riferimento | - Le diapositive presentate a lezione verranno rese disponibili agli studenti. - Barbara Del Curto, Claudia Marano, Maria Pia Pedeferri (2015) Materiali per il Design: Introduzione ai materiali e alle loro proprietà, Casa Editrice Ambrosiana. - William F. Smith, Javad Hashemi (2012) Scienza e tecnologia dei materiali, McGraw-Hill Education |
| Obiettivi formativi | Il corso fornirà agli studenti la capacità di selezionare i materiali e le tecnologie di produzione più idonei alla per la realizzazione di un progetto di Interior Design, Exhibit Design, Retail Design o Product Design fabbricazione di un prodotto e di valutare la validità delle possibili alternative in funzione dei requisiti richiesti e dei costi. Le nozioni fornite saranno utilizzate per mettere a confronto le diverse classi di materiali al fine di evidenziare gli aspetti distintivi e critici. |
| Prerequisiti | Conoscenze di base di chimica, fisica e matematica. |
| Metodi didattici | Il corso è articolato in lezioni frontali con l'ausilio di presentazioni Powerpoint |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Prova orale Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | Analisi e applicazione dei materiali tradizionali (produzione, proprietà, relazioni proprietà-struttura) per materiali metallici, materiali polimerici, materiali ceramici e compositi. Materiali biodegradabili, riciclo e sostenibilità ambientale. Materiali di nuova generazione, materiali intelligenti e uso innovativo dei materiali tradizionali. Introduzione alla relazione tra materiali e Design. Evoluzione dell’ingegnerizzazione dei materiali in rapporto alla loro evoluzione. Interrelazione tra funzione, materiale, forma e processo produttivo in funzione del progetto di Interior Design, Exhibit Design, Retail Design o Product Design. Diagrammi per la scelta dei materiali. Strategia e procedure per la scelta dei materiali. Forme che limitano la scelta dei materiali. Influenza della lavorazione dei materiali sul Design. Diagrammi di scelta e valutazione dei costi dei processi produttivi. Analisi comparativa dei database usati per la selezione dei materiali. Materiali, estetica e Design industriale. Fattori che condizionano l’nnovazione del Design: Mercato o Ricerca e Sviluppo. Materiali e impatto ambientale: Green Design. |