termodinamica - Liceo Crespi

ISTITUTO DI ISTRUZIONE SECONDARIA “DANIELE CRESPI”
Liceo Internazionale Classico e Linguistico VAPC02701R
Liceo delle Scienze Umane VAPM027011
Via G. Carducci 4 – 21052 BUSTO ARSIZIO (VA)
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Classe 4BC
Fisica
CertINT® 2012
Prof. Palazzo
Lavoro estivo per il saldo del debito e il consolidamento
NOTA BENE: L’attività di recupero deve essere presentata il giorno del saldo del debito. L'attività di consolidamento
deve essere presentata secondo il calendario il calendario stabilito dal DS. (Cfr. circolare)
Dopo aver ripassato sul testo gli argomenti trattati, rispondi per iscritto alle seguenti domande
TERMODINAMICA
1. Qual è la differenza fra la scala Celsius e la scala assoluta delle temperature?
2. Un materiale ha un coefficiente di dilatazione lineare uguale a 2  10–6 K–1. Qual è il valore
del suo coefficiente di dilatazione cubica? Dimostralo algebricamente.
3. Enuncia le leggi di Gay-Lussac e la legge di Boyle.
4. Illustra il concetto di capacità termica.
5. Spiega cosa si intende per conduzione, convezione, irraggiamento.
6. Quale relazione esprime il legame fra la temperatura assoluta T di un gas perfetto
monoatomico e l’energia cinetica media K delle sue molecole?
7. Come si calcola l’energia interna U di un gas?
8. Cosa si intende per calore latente di fusione di una sostanza ? E per calore latente di
condensazione?
9. Quali sono le variabili termodinamiche di un gas perfetto?
10. Cosa stabilisce il principio zero della termodinamica?
11. Enuncia il secondo principio della termodinamica secondo Clausius e secondo Kelvin.
12. Spiega il funzionamento di una macchina termica e di un condizionatore.
13. Nella trasformazione ciclica 1-2-3-4-1 di un gas perfetto, rappresentata nella figura che
segue, il lavoro svolto dal gas sull’ambiente è rappresentato dall’area:
A A
B B
C A+B
D A–B
14. Che tipo di trasformazione si realizza nell’apparato rappresentato nel disegno?
A Un’adiabatica.
B Un’isocòra.
C Un’isòbara.
D Un’isoterma.
15. Da quali trasformazioni è costituita la trasformazione ciclica rappresentata in figura?
A Un’espansione isòbara, un’espansione adiabatica e un raffreddamento isocòro.
B Un’espansione isoterma, una compressione isòbara e un riscaldamento isocòro.
C Una compressione adiabatica, un’espansione isòbara e un riscaldamento isocòro.
D Una compressione isoterma, una compressione isocòra e un raffreddamento isòbaro.
LE ONDE
1. Dopo aver dato la definizione di onda, precisa cosa si intende per onda longitudinale e
trasversale.
2. Definisci le grandezze fisiche che caratterizzano un’onda.
3. Che cos’è il suono?
4. Da quali grandezze dipendono l’altezza, il timbro e l’intensità di un suono?
5. Spiega il fenomeno della risonanza.
6. Illustra l’effetto Doppler
7. Che cos’è la luce e a quale velocità si propaga?
8. Illustra il fenomeno dell’interferenza
9. In quali condizioni avviene la riflessione? Quali sono le relative leggi?
10. In quali condizioni avviene la rifrazione? Quali sono le relative leggi?
11. Un raggio di luce proveniente da un mezzo con indice di rifrazione n1 viene rifratto da un
mezzo con indice di rifrazione n2. Gli angoli di incidenza i e di rifrazione r sono legati dalla
relazione:
A n2 sen i = n1 sen r
B n1 sen i = n2 sen r
C n1/sen i = n2/sen r
D sen i/sen r = n1n2
Problemi
TERMODINAMICA
1. Un’asta di alluminio ( = 23,00  10–6 K–1) è lunga 25,00 cm alla temperatura di 25,00 °C.
Calcola la lunghezza dell’asta a 0 °C
2. Un’asta di metallo si allunga dello 0,40% per un aumento di temperatura di 500 K.
Calcola i coefficienti di dilatazione lineare e cubica del metallo di cui è fatta l’asta.
3. Calcola a quale temperatura il volume di un gas perfetto è 22 dm3, sapendo che a 85 °C e
alla stessa pressione il volume è 44 dm3
4. Un blocco di alluminio (c = 880 J/(kg · K)) alla temperatura iniziale di 93 °C viene immerso
in un calorimetro contenente 1,60 dm3 di acqua (c = 4186 J/(kg · K)) alla temperatura di 20
°C. La temperatura di equilibrio è 25,9 °C. Calcola la massa del blocco di alluminio.
5. Calcola il rendimento massimo di una macchina termica che lavora fra due sorgenti di calore
con temperature di 300 °C e 60 °C .
6. Una macchina termica produce 4,1kj di lavoro con un rendimento del 35%. Quanto calore é
ceduto al serbatoio freddo?
LE ONDE
1. Un’onda elastica di frequenza 150 Hz si propaga alla velocità di 46 m/s. Determina:
la lunghezza d’onda.
2. Un osservatore che si allontana a 20,0 m/s da una sorgente sonora ferma che emette un sibilo
con frequenza 1200 Hz, quando la velocità del suono è 343 m/s, percepisce un suono di
quale frequenza?
3. Una corda lunga 8,00m ha una massa di 800g. Essa é mantenuta tesa da una corda di 110N.
Qual é la velocità dell'onda che può propagarsi in questa corda?
4. L'altoparlante di una piccola radio emette 55W di potenza. Qual è approssimativamente
l'intensità del suono a 3,5m di distanza? A quale distanza dalla radio devi metterti per
ricevere un quarto di questa intensità?
5. Considera una superficie liscia di separazione tra l'aria e l'acqua. Determina l'angolo di
rifrazione se
a) la luce incide dall'aria con un angolo di incidenza di 32°
b)la luce incide dall'acqua perpendicolarmente alla superficie
c)la luce incide dall'acqua con un angolo di incidenza di 40°
6. Una luce monocromatica posta sul fondo di una piscina attraversa la superficie di
separazione tra l'acqua e l'aria. Trova l'angolo limite oltre il quale avviene il fenomeno della
riflessione totale.
7. Un raggio di luce attraversa una lastra di vetro spessa 1cm (con indice di rifrazione 1,5) e
successivamente uno strato d'acqua di 1,5m. Trova la velocità con cui viaggia la luce nei
due mezzi.