Facoltà di Agraria
PROVA DI VERIFICA: Fisica
3 Aprile 2008
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Risposta corretta: 1 punto; risposta sbagliata: -1/3 punto; risposta mancante: 0 punti. In
ottemperanza alla Legge n. 675 del 31 Dicembre 1996, AUTORIZZO/NON AUTORIZZO a
rendere pubblico il risultato di questa prova (cancellare la voce che non interessa) FIRMA
Compito 001
1. Una macchina termica ideale ha un rendimento del 54 %
mentre cede calore ad una sorgente a temperatura 567
◦
C. A che temperatura si trova la sorgente calda?
2 959.5 K
• 1826.4 K
2 1232.6 ◦ C
2. In un ciclo di Carnot dove la trasformazione AB è
l’espansione isoterma, BC l’espansione adiabatica, CD la
compressione isoterma e DA la compressione adiabatica,
sia VA = 8 litri, PA = 2973664 Pa e TC = 46 ◦ C. Calcolare il rendimento della macchina termica che lavora con
5 moli.
7. Miscelando 293 g di un liquido di calore specifico 780
J/kg K alla temperatura di 34 ◦ C con un liquido di
capacità termica 14954 J/K, si ottiene una miscela che
all’equilibrio ha una temperatura di 45 ◦ C. Calcolare la
temperatura iniziale del secondo liquido.
• 45.2 ◦ C
2 40.5 ◦ C
2 40.7 ◦ C
8. Un gas perfetto biatomico è usato in un ciclo in figura
composto da un’espansione isoterma AB, un raffreddamento isobaro BC e un riscaldamento isocoro CA. Calcolare il rendimento (TA = 567 K, VB = 32 litri e VC = 13
litri).
• 44.3 %
2 92.0 %
2 82.8 %
3. Un sistema termodinamico di massa 15 kg varia la sua energia interna di 4686 cal scambiando un lavoro meccanico
pari a 1406 J. Sapendo che la sua temperatura è cambiata
di 23 K, determinare il calore specifico del sistema.
2 54.8 J/kg K
• 60.9 J/kg k
2 11.6 cal/g K
4. Siano dati 20 g di acqua a pressione atmosferica che vengono portati da una temperatura iniziale di 308 K ad
una temperatura finale di -39 ◦ C. Calcolare la quantità
di calore ceduto dall’acqua. (Cghiaccio = 1.96 J/g K;
λf usione = 80 cal/g)
• 2662.2 cal
2 2396.0 J
2 2928.4 J
5. Un gas perfetto biatomico compie un ciclo reversibile
composto da un’espansione isobara AB, un raffreddamento isocoro BC e da una compressione adiabatica CA.
Siano TA = 457 K, TB = 618 K e TC =405.0 K. Quanto
vale il rendimento?
• 5.5 %
2 Con i dati a disposizione non si può rispondere
2 40.6 %
6. Siano date 8 moli di un gas perfetto biatomico all’interno
di un contenitore con pistone mobile orizzontale di massa
trascurabile e sezione 22 cm2 . Sia appoggiato sul pistone
un corpo di massa 4 kg e sia 52 ◦ C, la temperatura del
gas. Determinare il volume occupato dal gas.
2 199.6 litri
• 181.4 litri
2 29.0 m3
• 12.9 %
2 17.1 %
2 11.6 %
9. Una macchina termica lavora ad una potenza 4 kW.
Sapendo che ad ogni ciclo assorbe una quantità di calore
2054 J e che compie ogni ciclo in un tempo 149 ms, determinare il rendimento della macchina.
2 27.6 %
• 29.0 %
2 24.7 %
10. Un gas perfetto monoatomico ( 15 moli) subisce
le seguenti trasformazioni reversibili: un’isocora AB,
un’isobara BC ed un’adiabatica CD. Determinare la variazione di entropia ∆SAD . (VA = 16 litri, VC = 38 litri,
VD = 475.1 litri, TA = 369 K, TB = 837 K e TD = 369
K)
2 380.4 J/K
2 338.2 J/K
• 422.7 J/K
11. In una trasformazione isoterma reversibile, 1 moli di un
gas perfetto biatomico scambiano 5323 cal di calore. Se
il rapporto tra il volume finale ed iniziale vale 3 , quanto
vale la sua temperatura?
2 2155.7 ◦ C
• 2440.7 K
2 583.1 K
12. Un gas perfetto monoatomico è usato nel ciclo in figura.
Calcolare il rendimento (TA = 503 ◦ C, TC = 431 K, VA
= 10 litri e VB = 27 litri).
19. Un gas perfetto ( 20 moli) subisce una trasformazione
isoterma reversibile a partire da un volume 23 litri con
una variazione di entropia pari a -49 J/K. Determinare il
volume finale.
• 17.1 litri
2 15.4 litri
2 5.5 %
• 26.6 %
2 21.0 %
13. Una macchina termica ha un rendimento del 55 % e compie 3383 J di lavoro meccanico. Quanto vale il calore
ceduto?
2 2767.9 J
2 6150.9 J
• -2767.9 J
14. Un gas perfetto monoatomico compie il ciclo reversibile
in figura. Siano PA = 149623 Pa, PB = 386930 Pa, VA
= 18 litri e VB = 37 litri. Quanto vale il rendimento?
2 13.7 litri
20. Una macchina frigorifera in ogni ciclo cede e assorbe
rispettivamente -4273 e 1898 J di calore. Quanto vale
il coefficiente di prestazione?
2 69.2 %
• 79.9 %
2 30.8 %
21. Determinare la massa molecolare di 460 g di un gas ideale
con volume di 41 litri, pressione 181595 Pa e temperatura
60 ◦ C.
• 171.0 g/moli
2 179.6 moli/g
2 188.1 g/moli
22. Sia data una pentola (di capacità termica trascurabile)
con 2 litri di acqua posta su un fornello che fornisce 50
cal/sec. Se la pentola assorbe il 67 % del calore prodotto
dal fornello, calcolare di quanto è variata la temperatura
dell’acqua dopo 1180 sec.
2 Con i dati a disposizione non si può rispondere
• 10.0 %
2 9.0 %
15. Un gas perfetto biatomico ( 6 moli) subisce un’espansione
adiabatica reversibile durante la quale una massa di 9 kg
viene sollevata fino ad’altezza 11 m. Calcolare la variazione di temperatura del gas.
2 -13.0 K
• -7.8 ◦ C
2 -19.5 K
16. Durante una frenata per attrito un corpo di massa 70 g
passa da 64 a 20 m/s riscaldandosi di 15 ◦ C. Calcolare la
capacità termica del corpo.
2 9.5 J/◦ C
2 10.3 cal/◦ C
• 8.6 J/K
17. Quanto tempo impiega uno scaldabagno di potenza 1935
W per riscaldare 54 litri di acqua da 308 K a 68 ◦ C.
2 1.2 h
• 19.8 K
2 23.7 ◦ C
2 21.7 K
23. Una bolla di un gas ideale di volume 1 litri, densità 21
kg/m3 e peso molecolare 23 g/mole, sale lentamente dal
fondo di un lago. Sapendo che la temperatura durante la
salita rimane costante ( 293 K) e che il volume finale è 6
volte quello iniziale, calcolare quanto calore ha assorbito
il gas durante la salita.
• 3983.3 J
2 4381.6 cal
2 4779.9 J
24. Una macchina termica in ogni ciclo cede e assorbe rispettivamente -1375 e 3607 J di calore. Quanto vale il rendimento?
• 61.9 %
2 27.9 %
2 38.1 %
25. Determinare il lavoro della trasformazione reversibile in
figura (VA = 5 litri, VB = 33 litri, PA = 314803 Pa e PB
= 221206 Pa).
2 3485.3 s
• 64.5 m
18. Siano dati due stati di equilibrio termodinamici caratterizzati rispettivamente da VA = 25 litri e PA = 83380 Pa
e da VB = 85 litri e PB = 151050 Pa. Determinare la
variazione di entropia ∆SAB di 2 moli di un gas perfetto
monoatomico che si trasforma reversibilmente dallo stato
A a quello B.
• 65.7 J/k
2 9005.0 J
2 75.5 J/k
• 7504.1 J
2 55.2 J/k
2 8254.5 J
26. Un contenitore con 15 litri di acqua e 181 g di ghiaccio in
equilibrio termico a 0◦ C è posto su un fornello di potenza
406 W. Sapendo che il 37 % del calore ceduto dal fornello
viene disperso nell’ambiente, calcolare quanto tempo impiega a portare il sistema acqua e ghiaccio a 325 K. (Calore
latente di fusione del ghiaccio = 80 cal/g)
2 240.5 m
2 328.0 h
• 13118.9 s
27. Un contenitore con 13 litri di acqua inizialmente alla
temperatura 329 K si porta all’equilibrio con l’ambiente
esterno (T = 20◦ C). Quanto vale il calore scambiato
dall’acqua con l’ambiente esterno?
2 1950.9 cal
2 -4017.0 kcal
• -1950.9 kJ
28. Una macchina termica in ogni ciclo assorbe 3679 cal di
calore e compie un lavoro meccanico di 2077 J. Quanto
vale il suo rendimento?
• 13.5 %
2 14.1 %
2 12.1 %
29. Un corpo si trova a 504 K e viene riscaldato di 482 ◦ C.
Calcolare la sua temperatura finale.
2 712.8 K
2 1283.1 ◦ C
• 1315.1 ◦ F
30. Siano dati 612 g di ghiaccio alla temperatura di 244K
che assorbono una quantità di calore 20582 cal. calcolare quanta acqua si è formata dalla fusione del ghiaccio.
(Cghiaccio = 1.96 J/g K; λf usione = 80 cal/g)
2 183.4 g
2 165.1 g
• 152.9 g
31. Calcolare la variazione di entropia durante la fusione di
689 g di una sostanza il cui calore latente di fusione vale
60 cal/g che fonde alla temperatura di 80 ◦ C
2 2163.1 J/K
2 469.8 cal/K
• 490.0 J/K
32. Miscelando una quantità di acqua alla temperatura di
38 ◦ C con una quantità doppia di acqua alla temperatura di 347 K, e trascurando ogni perdita di calore verso
l’ambiente esterno, si ottiene una miscela che all’equilibrio
ha una temperatura di
34. Un gas perfetto biatomico si trova in uno stadio di
equilibrio termodinamico caratterizzato dalle seguenti
grandezze: P = 15 atm, V = 43 litri, n = 7 moli. Calcolare la temperatura del gas.
2 1067.5 K
2 1011.3 K
• 850.5 ◦ C
35. Un sistema termodinamico scambia 2411 cal di calore e
-1082 J di lavoro meccanico. La variazione dell’energia
interna vale:
2 2669.5 J
2 1658.0 cal
• 11174.4 J
36. Una sostanza (massa 101 g e calore specifico 1 cal/g K)
viene posta su un fornello di potenza 110 W. Dopo 236
s la sostanza si è riscaldata di 35 ◦ C. Calcolare il calore
disperso nell’ambiente.
2 21718.0 J
• 11162.5 J
2 22071.5 cal
37. Un gas perfetto monoatomico effettua una trasformazione
adiabatica reversibile da uno stato di equilibrio termodinamico caratterizzato da un volume iniziale di 49 litri
fino ad un volume finale di 70 litri. Calcolare il rapporto
tra la temperatura iniziale e quella finale.
2 1.6
• 1.3
2 0.6
38. Una pompa di calore in ogni ciclo cede e assorbe rispettivamente -4402 e 1144 J di calore. Quanto vale il coefficiente di prestazione?
2 79.4 %
• 135.1 %
2 85.1 %
39. Determinare la temperatura di 396 g di un gas ideale
(massa molecolare pari a 22 g/moli) con un volume di 12
litri ed alla pressione di 124015 Pa.
2 735.1 ◦ C
2 9.0 K
• -263.2 ◦ C
40. Un corpo solido di massa 1476 g, calore specifico 960
J/kg K e temperatura 287 K viene immerso in un contenitore con 3 litri di acqua alla temperatura di 86 ◦ C.
Sapendo che il 34 % del calore scambiato viene dissipato
nell’ambiente esterno, calcolare la temperatura finale del
corpo.
2 335.1 ◦ C
2 67.9 ◦ C
2 69.0 ◦ C
• 75.5 ◦ C
• 61.9 ◦ C
2 338.6 K
33. Fornendo 1616 cal a 244 g di una sostanza alla temperatura di ebollizione, rimangono 71 g allo stato liquido.
Quanto vale il calore latente di evaporazione di quella
sostanza?
2 37.4 cal/g
41. Un ciclo reversibile composto da un’espansione isobara
AB, un raffreddamento isocora BC, una compressione isobara CD ed un riscaldamento isocora DA ha un rendimento del 75 %, un calore assorbito pari a 2386 J ed una
variazione di volume VB - VA di 10 litri. Calcolare quanto
vale la differenza di pressione PD - PA .
• 39.1 J/g
• -178950.0 Pa
2 36.4 cal/g
2 178950.0 Pa
2 17.7 atm
42. Un gas perfetto monoatomico effettua una trasformazione
adiabatica reversibile da uno stato di equilibrio termodinamico caratterizzato da un volume di 41 litri e pressione
100209 Pa. Sapendo che il volume finale vale 84 litri calcolare la pressione finale.
2 36712.4 Pa
• 30321.3 Pa
2 33353.4 Pa
43. Due corpi con la massa del primo pari al doppio di quella
del secondo e con calore specifico del primo pari alla metà
di quello del secondo si trovano alle temperature rispettivamente di 304 e 311 ◦ C. Calcolare la temperatura di
equilibrio quando i due corpi vengono messi a contatto.
2 170.9 K
• 307.5 ◦ C
2 170.9 ◦ C
44. Due corpi rispettivamente di massa 75 e 28 g e di calore
specifico di 783 e 830 J/kg K alla temperatura di 286 e 320
K, vengono immersi in un contenitore con 5 litri di acqua
alla temperatura di 62 ◦ C. Trascurando il calore dissipato
con l’ambiente, calcolare la temperatura di equilibrio del
sistema.
• 61.8 ◦ C
2 313.7 K
2 60.5 ◦ C
45. Un gas perfetto ( 3 moli) subisce una trasformazione isobara reversibile tra 334 e 527 K alla pressione 158589 Pa.
Determinare la variazione del volume.
• 30.3 litri
2 37.3 m3
2 0.0 litri
