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FISICA per BIOLOGIA ± Corso Pari
Esercitazione 4: TERMODINAMICA
1. Ho una vasca con 100 litri di acqua a T = 300 K. Immergo nella vasca un
corpo a forma di cilindro che ruota. A causa delle forze di attrito con
O¶DFTXDLOFRUSRUDOOHQWDODURWD]LRQHHSRLVi ferma. La massa del corpo è 1
Kg, il raggio del cilindro è 10 cm. Quale deve essere la velocità angolare
iniziale del cilindro affinché O¶DFTXD DOOD ILQH GHO SURFHVVR DXPHQWi la sua
temperatura di 1 K? Usare la conversione 1 J = 4.18 calorie.
2. 'HOO¶DFTXa a T = 300 K cade da una altezza di 20 m in una vasca.
Calcolare la sua temperatura finale una volta che acqua sia di nuovo
immobile.
3. Un cubo di lato 1 m contiene idrogeno a T = 300 K e P = 105 Pa.
a. Quante moli di idrogeno sono contenute nel cubo?
b. Quale è la massa del gas?
c. Quanti sono gli atomi di H?
4. Un pallone del volume di 1 m³ è riempito di elio. Il pallone è immerso
QHOO¶DWPRVIHUDDGXQDSUHVVLRQHGL105 Pa. La sua temperatura iniziale è di
300 K. Lo scaldo fino a 310 K.
a. Calcolare la variazione di volume del pallone;
b. Calcolare il calore necessario a scaldare il gas in unità di J e poi
anche in calorie;
c. 5LSHWHUHO¶HVHUFL]LRVRVWLWXHQGRDOO¶HOLRO¶D]RWR
5. Una pentola contiene 10 litri di acqua a 20 ºC. La metto sul fuoco e la
faccio bollire fino a che ne sono rimasti 5 litri. Quanto calore ho speso?
6. Un cubo di 1 m di lato contiene ossigeno ed idrogeno ad una pressione di
P = 105 Pa e ad una temperatura T = 300 K. A causa della combustione
tutto il gas di trasforma in vapore ad una temperatura T = 500 K.
a. Quanto vale la pressione finale?
b. Quante moli di H2O ho ottenuto?
7. &DOFRODUHO¶HQHUJLDLQWHUQDGLXQDPROHGLRVVLJHQRD300 K.
8. Una pompa di calore raffredda la mia casa tenendola a 20 ºC quando fuori
ci sono 30 ºC. Se la potenza elettrica consumata è di 100 Watt quante
calorie sto sottraendo alla mia casa se uso un ciclo di Carnot?
9. Due corpi sono a contatto fra loro. Il primo ha T1 = 300 K ed il secondo T2
= 400 K. Se tramite la conduzione passano 100 calorie da un corpo
DOO¶DOWURGLTXDQWRqYDULDWDO¶HQWURSLDcomplessiva?
10. Comprimo una mole di elio in modo adiabatico. La temperatura iniziale è
di 300 K e la temperatura finale di 400 K.
a. Quale è il volume iniziale?
b. Quale è il volume finale?
c. Quanto lavoro meccanico è servito in Joule?