Facoltà di Agraria
Parziale di Fisica: Termodinamica
31 Marzo 2008
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Risposta corretta: 1 punto; risposta sbagliata: -1/3 punto; risposta mancante: 0 punti. In
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2 -518.7 ◦ C
Compito 001
1. Un boiler produce 18834 cal/h. Quanta acqua può riscaldare da 29 a 71 ◦ C in 47 min?
2 351.27 kg
2 5.85 kg
• 0.35 kg
2. Determinare il calore assorbito ad ogni ciclo da una
macchina frigorifera di coefficiente di prestazione 6
quando il lavoro fornito in ogni ciclo vale 432 J.
2 2540.2 J
2 631.6 cal
• 2592.0 J
3. Un pneumatico ha una pressione di 217 kPa alla temperatura di 12◦ C. Se la temperatura aumenta di 28◦ C,
quale frazione di aria si deve rimuovere affinchè la pressione rimanga inalterata? (Si consideri l’aria come un gas
ideale)
• 8.94 %
2 9.82 %
2 9.11 %
4. Un gas perfetto monoatomico effettua un’espansione
adiabatica reversibile AB caratterizzata dalla pressione
PA pari a 414539 Pa e VB /VA = 20. Successivamente
effettua una compressione isoterma reversibile BC che riporta il volume al valore iniziale VA . Calcolare la variazione di pressione ∆PAC .
2 -4.1 atm
• -3.5 atm
2 -2.9 atm
5. 7 moli di un gas perfetto biatomico compiono un ciclo
reversibile composto da un’espansione isoterma AB, un
raffreddamento isobaro BC ed un riscaldamento isocoro
CA. Siano VC = 8 litri, TC = 295 K e il modulo del calore
ceduto pari a 751 J, determinare PA .
• 21.4 atm
2 20.6 atm
2 19.1 atm
6. Fornendo 1516 cal a 51 g di una sostanza caratterizzata
da un calore specifico 271 J kg−1 K−1 si ha un aumento
64 ◦ C della temperatura. Quale percentuale del calore
fornito viene assorbito dalla sostanza?
2 41.4 %
• 13.9 %
2 2.6 %
7. Un corpo viene riscaldato da 592 K a 164 ◦ F. Calcolare
la variazione della temperatura.
2 -428.0 F
◦
• -245.5 ◦ C
8. 9 moli di un gas perfetto si espandono isotermicamente
fino ad un volume finale pari a 5 volte quello iniziale. Se
durante la quale assorbono 65469 cal, calcolare la temperatura a cui avviene la trasformazione.
2 1184.0 ◦ C
2 2754.9 K
• 2276.8 K
9. 7 moli di un gas perfetto monoatomico subiscono una
trasformazione isobara (VB = 2 VA ) seguita da un raffreddamento isocoro (PC = PB / 3). Calcolare la variazione di entropia della trasformazione AC.
• 4.942 J/K
2 -4.942 J/K
2 196.660 J/K
10. Quando si riscalda di 10 ◦ C l’aria all’interno di
un’abitazione inizialmente alla temperatura di 13 ◦ C,
quale frazione del volume di aria viene spinto verso
l’esterno? (la pressione non varia perchè la casa non è
stagna).
• 3.38 %
2 3.49 %
2 4.35 %
11. Un gas perfetto monoatomico effettua una trasformazione
adiabatica reversibile. Sapendo che durante la trasformazione il volume aumenta di 4 volte e che la pressione
finale vale 10 atm, determinare la pressione iniziale del
gas.
• 100.8 atm
2 23.0 atm
2 69.6 atm
12. Determinare il calore ceduto in ogni ciclo da una
macchina frigorifera di coefficiente di prestazione 1
quando assorbe 2483 J di calore ad ogni ciclo.
2 -1186.3 cal
2 -2483.0 J
• -4966.0 J
13. Un gas perfetto biatomico è utilizzato in un ciclo reversibile composto da un’espansione isobara AB,
un’espansione adiabatica BC ed una compressione
isoterma CA. Sapendo che VC = 6 VA , TA = 386 K
e che TB = 397 ◦ C, determinare il rendimento del ciclo.
• 30.5 %
2 28.3 %
2 29.2 %
14. Un gas ideale viene posto all’interno di un cubo di spigolo
20 cm a pressione atmosferica alla temperatura di 79◦ C.
Se la temperatura aumenta di 38◦ C, determinare la forza
su una parete del cubo.
2 280.7 N
22. Un volume di 17 litri di acqua viene miscelato con 20 litri
di acqua alla temperatura 58 ◦ C. La temperatura di equilibrio della miscela è 44 ◦ C. Trascurando la dispersione di
calore verso l’ambiente esterno, calcolare la temperatura
iniziale del primo volume di acqua.
• 27.5 ◦ C
2 3658.4 N
2 23.4 ◦ C
• 4490.6 N
2 19.8 ◦ C
15. Un corpo di massa 164 g varia la sua temperatura di 10
K quando scambia 35000 cal di calore. Quanto vale la
sua capacità termica?
• 14651.0 J/◦ C
23. Determinare il calore scambiato della trasformazione reversibile in figura di 5 moli di un gas ideale biatomico
(VA = 3 litri, VB = 23 litri, PA = 356146 Pa e PB =
115260 Pa).
2 123.6 cal/◦ C
2 5098.3 J/K
16. Il coefficiente di dilatazione lineare di un materiale vale
196 ·10−7 ◦ C−1 . Alla temperatura di 345 K un foro circolare ha un’area di 10 cm2 . Di quanto varia l’area del
foro se la temperatura aumenta fino a 494 ◦ C?
2 0.058 cm2
2 4508.6 J
2 0.995 cm
2 3685.7 J
2
• 0.166 cm2
17. Sia dato un ciclo di Carnot che utilizza un gas perfetto.
Sapendo che opera tra le temperature 401 e 643 ◦ C, determinare di quanto deve aumentare la temperatura superiore per aumentare il rendimento del ciclo di 65 %.
2 28.3 %
2 94.2 %
• 30.4 %
18. Un condizionatore d’aria con un coefficiente di
prestazione pari a 10 consuma 2925 W di potenza
elettrica. In quanto tempo cede all’esterno 164 kJ di
calore?
• 5.1 s
2 4.8 s
2 5.2 s
19. 9 moli di un gas perfetto monoatomico subiscono una
trasformazione che porta il volume da 10 a 27 litri e
la pressione da 475350 a 101021 Pa. Calcolare il calore
scambiato nella trasformazione.
2 35363. J
• 8670.4 J
24. Un recipiente di un materiale con coefficiente di dilatazione lineare 177 ·10−7 ◦ C−1 ha una forma cilindrica
con un’area di base pari a 37 cm2 ed altezza 42 cm.
Sapendo che esso è riempito di acqua fino all’orlo alla
temperatura 308 K determinare quanto vale il volume di
acqua (coefficiente di dilatazione volumica di 207 ·10−6
◦ −1
K ) che fuoriesce quando il sistemsa viene portato alla
temperatura di 82 ◦ C.
• 11.3 cm3
2 15.2 cm3
2 3.9 cm3
25. Il calore di evaporazione del sudore vale 571 J/g. Determinare quanto sudore evapora se il corpo umano cede
-3877 cal.
2 0.617 g
2 6.790 g
• 28.422 g
26. Un gas ideale ha un volume di 7 litri alla temperatura
di 114 ◦ C ed alla pressione di 120 kPa. Quanto vale la
pressione quando lo si comprime del 27 % e lo si riscalda
di 82 ◦ C?
2 -35363. J
• 199.2 kPa
• 1860. J
2 135.7 kPa
20. Se si cambia la temperatura di un gas perfetto da 17◦ C a
28◦ C a parità di volume, quanto vale l’aumento relativo
percentuale della pressione del gas?
2 3.7 %
2 2.9 %
• 3.8 %
21. Un ciclo reversibile di una macchina termica è composto
da due isobare (AB e CD) e da due isocore (BC e DA). Se
il lavoro compiuto in un ciclo vale 137957 J, n = 4 moli,
VB = 5 VA e PA = 3 PD , determinare TA .
2 1540.8 K
• 1556.4 K
2 124.5 K
2 33.9 kPa
27. 9 moli di un gas perfetto biatomico si trovano nello stato
di equilibrio termodinamico dato da PA = 342596 Pa e
VA = 27 litri. Successivamente il gas subisce una trasformazione irreversibile che lo porta nello stato di equilibrio
termodinamico caratterizzato da PB = 205852 Pa e VB
= 25 litri. Calcolare la variazione di entropia ∆SAB della
trasformazione irreversibile.
• -115.4 J/K
2 -147.7 J/K
2 -71.5 J/K
28. Sia dato un ciclo di Carnot che utilizza un gas perfetto.
Sapendo che opera tra le temperature 348 e 588 K, determinare il rapporto tra il calore assorbito e il modulo
di quello ceduto.
• 1.690
2 1.487
2 1.369
29. Sia data una lastra di lati 17 cm e 42 cm di un materiale di coefficiente di dilatazione lineare pari a 123 ·10−7
◦ −1
C . Se la lastra viene riscaldata di 27 ◦ C calcolare la
variazione della sua superficie.
• 0.47 cm2
2 1.43 cm2
2 0.24 cm2
30. Calcolare la capacità termica di 153 g di una sostanza con
un calore specifico di 320 J kg−1 K−1 .
2 179.2 J/◦ C
2 11696.1 J/K
• 11.7 cal/K
31. Calcolare la potenza necessaria per riscaldare 560 g di
una sostanza di calore specifico 272 J kg−1 K−1 da 35 a
129 ◦ C in 13 min.
• 18.357 W
2 1.101 kW
2 71.698 W
32. Siano dati 172 g di acqua alla temperatura di 87 ◦ C.
Quanto ghiaccio a -10 ◦ C si deve aggiungere per avere una
temperatura finale di 33 ◦ C? Si trascurino la capacità termica del bicchiere e la dispersione di calore con l’ambiente
esterno. Calore specifico del ghiaccio = 2.1 kJ kg−1 K−1 .
Calore latente di fusione del ghiaccio = 333.7 J g−1 .
• 78.9 g
2 82.4 g
2 100.3 g
33. Sia fornita una quantità di calore 100268 cal per fondere
completamente 310 g di una sostanza che si trova alla
temperatura di 63◦ C. Sapendo che il calore specifico della
sostanza solida vale 117 J kg−1 K−1 e la sua temperatura
di fusione è 390◦ C, determinare il calore latente di fusione
della sostanza.
• 314.3 cal/g
2 71.3 cal/g
2 285.2 kJ/kg
34. Fornendo 3373 cal a 175 g di una sostanza che si trova
a 43 ◦ C dalla sua temperatura di fusione, fondono 28 g.
Sapendo che il calore latente di fusione vale 103 cal/g,
determinare il calore specifico della sostanza.
2 1.95 cal/g ◦ C
2 0.45 cal/g K
• 0.06 cal/g K
35. Un termometro che contiene 184 mg di mercurio (calore
specifico 0.139 kJ kg−1 K−1 ) cambia la sua temperatura
da 22 a 16 ◦ C. Calcolare il calore scambiato dal mercurio.
2 -0.64 cal
• -0.04 cal
2 -0.15 cal
36. Il metabolismo basale del corpo umano ha bisogno di 1767
kcal al giorno per le funzioni vitali. Sapendo che lo zucchero è in grado di produrre 3966 kcal/kg, determinare
quanto zucchero è necessario per produrre l’energia necessaria alle funzioni vitali per 10 h.
2 4455.4 g
2 0.4 kg
• 185.6 g
