Meccanica e termodinamica dei continui con applicazioni

La fisica dei continui studia sistemi macroscopici nei casi in cui è possibile trascurare la struttura molecolare della materia sia negli aspetti meccanici che in quelli termodinamici. In questa tesi verranno analizzate le cinque leggi di bilancio universalmente valide per tutti i tipi di continui: bilancio della massa, bilancio del momento lineare, bilancio del momento angolare, bilancio dell'energia e disuguaglianza dell'entropia. Queste leggi conducono ad un insieme di equazioni e disequazioni differenziali alle derivate parziali che non sono sufficienti a determinare tutti i campi incogniti presenti in esse. Tale problema viene risolto facendo ricorso a relazioni costitutive di natura fenomenologica e di carattere non universale. Come applicazione verrà introdotto il metodo di Coleman e Noll che, tramite la disequazione dell'entropia, permette di vincolare le relazioni costitutive. Verrà quindi presentato un studio più approfondito dei fluidi newtoniani e verranno derivate le equazioni di Navier-Stokes, che ne reggono il moto. In particolare verranno studiati la dinamica dei fluidi in tipi di condotti diversi e la formazione di vortici in sistemi rotanti dovuta alla accelerazione di Coriolis.