1) Il prodotto litri x atmosfere equivale fisicamente a:
(A) una forza
(B) una pressione
(C) una densità di energia
(D) una potenza
(E) quesito senza soluzione univoca o corretta
2) Un recipiente contenente acqua calda cede calore all'ambiente. Il calore ceduto dipende:
(A) soltanto dalla massa di acqua
(B) soltanto dalla differenza di temperatura fra acqua ed ambiente
(C) tanto dalla massa d'acqua quanto dalla differenza di temperatura fra acqua ed ambiente
(D) da nessuna delle grandezze sopra considerate
(E) quesito senza soluzione univoca o corretta
3) Affinché un gas perfetto si espanda lentamente mantenendo costante la sua temperatura:
(A) occorre sottrarre calore dal gas
(B) la pressione deve dimezzarsi
(C) occorre fornire calore al gas
(D) è una trasformazione impossibile
(E) quesito senza soluzione univoca o corretta
4) L'energia interna di un gas perfetto è:
(A) la somma delle energie cinetiche delle diverse molecole
(B) la somma delle energie cinetiche e potenziali delle diverse molecole
(C) la qualità di calore posseduta dal gas
(D) la temperatura del gas
(E) quesito senza soluzione univoca o corretta
5) "L'equazione di stato dei gas è una legge limite; cioè essa vale con buona approssimazione in
determinate condizioni, ma, in ogni caso, mai in modo assoluto: un gas che segue perfettamente
l'equazione di stato non esiste nella realtà; è peraltro possibile immaginarlo, e viene chiamato gas
perfetto o gas ideale". Quale delle seguenti informazioni NON è contenuta nel brano precedente?
(A) Anche i gas ideali non seguono perfettamente l'equazione di stato
(B) Un gas perfetto non esiste nella realtà
(C) Una legge limite è valida perfettamente solo in condizioni ideali
(D) I gas reali seguono l'equazione di stato con accettabile approssimazione
(E) quesito senza soluzione univoca o corretta
6) Il primo principio della termodinamica stabilisce che:
(A) il lavoro effettuato è sempre uguale al lavoro impiegato
(B) l'energia è una grandezza che si conserva
(C) non è possibile che il calore passi spontaneamente da un corpo freddo a un corpo caldo
(D) l'entropia aumenta sempre
(E) quesito senza soluzione univoca o corretta
7) Un recipiente da un litro contenente un gas ideale viene messo in comunicazione con un altro
recipiente da un litro inizialmente vuoto, in maniera che il gas si distribuisca uniformemente tra i
due recipienti. I recipienti sono termicamente isolati. Come varia la temperatura del gas?
(A) dipende dal tipo di gas
(B) raddoppia
(C) si dimezza
(D) rimane uguale
(E) quesito senza soluzione univoca o corretta
8) Per scaldare un kg di una sostanza A di 5 °C è necessaria la stessa quantità di calore che serve per
innalzare di 10 °C la temperatura di 500 g di una sostanza B. Se ne deduce che il rapporto tra il
calore specifico di A e il calore specifico di B, (CA/CB) vale:
(A) 1
(B) 4
(C) 1/4
(D) 25
(E) quesito senza soluzione univoca o corretta
9) A due corpi, alla stessa temperatura, viene fornita la stessa quantità di calore. Al termine del
riscaldamento i due corpi avranno ancora pari temperatura se:
A) hanno la stessa massa e lo stesso volume
B) hanno lo stesso calore specifico e la stessa massa
C) hanno lo stesso volume e lo stesso calore specifico
D) il calore è stato fornito ad essi allo stesso modo
E) entrambi si trovano nel vuoto
10) A temperatura costante, se la pressione raddoppia, il volume di un gas perfetto:
A) rimane invariato perché è ben noto che il volume di un gas dipende solo dalla temperatura
B) se il gas è compresso esso si scalda e la temperatura non può rimanere costante
C) dimezza
D) raddoppia
E) quadruplica
11) Una data quantità di gas perfetto, contenuto in un recipiente a pareti rigide, viene riscaldata dalla
temperatura di 27°C a quella di 127°C. La sua pressione è aumentata di un fattore:
A) 2
B) 4/3
C) 3/2
D) 10
E) 100
12) Detti rispettivamente P e V la pressione ed il volume di un gas perfetto si ha che:
A) PV = costante comunque vari la temperatura
B) P/V = costante comunque vari la temperatura
C) PV = costante a temperatura costante
D) P/V = costante a temperatura costante
E) V/P = costante comunque vari la temperatura
13) In un gas ideale il prodotto della pressione per il volume:
A) è proporzionale alla temperatura assoluta
B) è indipendente dalla densità
C) raddoppia passando da 10 a 20 °C
D) è sempre costante
E) dipende dalla costante R dei gas perfetti, variabile da gas a gas
14) Quando l'acqua si trasforma in ghiaccio a pressione atmosferica:
A) viene assorbito calore
B) aumenta la temperatura
C) diminuisce la temperatura
D) si decompone
E) sviluppa calore
15) Durante la compressione isoterma di un gas perfetto:
A) il volume del gas aumenta
B) la temperatura del gas aumenta
C) non vi è scambio di calore con l'ambiente esterno
D) la temperatura aumenta solo se la compressione è rapida
E) nessuna risposta è corretta
16) Il primo principio della termodinamica stabilisce che:
A) il lavoro effettuato è sempre uguale al lavoro impiegato
B) l'energia è una grandezza che si conserva
C) non è possibile che il calore passi spontaneamente da un corpo freddo a un corpo caldo
D) l'entropia aumenta sempre
E) l'entalpia aumenta sempre
17) Il primo principio della termodinamica:
A) è un principio di inerzia
B) è un principio di conservazione dell'energia
C) è valido soltanto per i gas perfetti
D) riguarda solamente le trasformazioni reversibili
E) riguarda solo le trasformazioni reversibili
18) Le quantità di calore si misurano:
A) solamente in calorie o in kilocalorie
B) oltre che in calorie ed in kilocalorie, anche in watt
C) oltre che in calorie ed in kilocalorie, anche in gradi centigradi
D) oltre che in calorie ed in kilocalorie, anche in joule od in erg
E) oltre in calorie ed in kilocalorie, anche in kelvin
19) L'energia interna di un gas perfetto è:
A) la somma delle energie cinetiche delle diverse molecole
B) la somma delle energie cinetiche e potenziali delle diverse molecole
C) la qualità di calore posseduta dal gas
D) la temperatura del gas
E) l'energia potenziale dipendente dall'interazione tra le molecole di gas
20) In un gas perfetto, a volume costante, se aumenta la temperatura del gas e
rimane costante il numero delle moli, la sua pressione p:
A) aumenta linearmente con la temperatura assoluta
B) diminuisce linearmente con la temperatura assoluta
C) rimane costante in base alla legge di Boyle
D) aumenta con il quadrato della temperatura assoluta
E) diminuisce con il quadrato della temperatura
21) Comprimendo un gas perfetto in un cilindro isolato termicamente l'energia interna del gas:
A) aumenta
B) diminuisce
C) rimane la stessa
D) è definita solo per una trasformazione reversibile
E) è definita solo per una trasformazione irreversibile
22) Due bombole A e B hanno lo stesso volume: A contiene un gas perfetto monoatomico, B un gas
perfetto biatomico. I due gas hanno la stessa pressione e lo stesso numero di moli. Le temperature
dei due gas sono:
A) uguali
B) la temperatura del gas biatomico è il doppio di quella del gas monoatomico
C) è maggiore la temperatura del gas monoatomico
D) la temperatura del gas biatomico è 4 volte quella del gas monoatomico
E) la temperatura del gas biatomico è 16 volte quella del gas monoatomico
23) Quando l'acqua pura bolle a pressione costante, con il passare del tempo, la sua temperatura:
A) va sempre aumentando
B) va sempre diminuendo
C) si mantiene costante
D) dipende dal volume del liquido
E) è uguale a quella dell'ambiente esterno
24) Quando due corpi sono in equilibrio termico essi hanno:
A) la stessa quantità di calore
B) la stessa energia interna
C) la stessa temperatura
D) la stessa capacità termica
E) lo stesso calore specifico
25) La costante R dell'equazione di stato dei gas (PV = nRT) è:
A) un numero adimensionale
B) un numero variabile con T
C) dipende dal tipo di unità di misura prescelto
D) un numero variabile con P, T e V
E) un numero intero
26) La temperatura di un corpo è un "indice":
A) del calore posseduto dal corpo
B) dell'energia cinetica media delle particelle del corpo
C) del calore scambiato dal corpo
D) della capacità termica del corpo
E) del calore specifico del corpo
27) Un cilindro con un pistone contiene N moli di un gas perfetto alla temperatura T. Se la
temperatura raddoppia, il numero di moli sarà:
A) 2 N
B) 1 N
C) N/2
D) (1/273) N
E) (1/100) N
28) Quando un gas perfetto a pressione P e volume V subisce una espansione isoterma, si può
affermare che:
A) P = cost
B) V = cost
C) PV = cost
D) P/V = cost
E) V/P = cost
29) La pressione è la grandezza fisica definita come:
A) il rapporto fra la componente normale della forza esercitata su di una superficie e l'area della
superficie stessa
B) la forza esercitata su una determinata superficie
C) la forza normale di un N esercitata sulla superficie di 1 m2
D) la componente normale della forza esercitata su di una determinata superficie
E) il rapporto tra la superficie e la forza
30) Nell'esperimento del mulinello di Joule si osserva che:
A) il calore si conserva
B) il lavoro può essere totalmente convertito in calore
C) il calore può essere totalmente convertito in lavoro
D) il calore si conserva meglio del lavoro
E) il calore non può essere trasformato in lavoro
31) Per fondere un grammo di sostanza, alla temperatura di fusione, occorre fornire una quantità di
calore pari:
A) al calore specifico
B) al calore latente di fusione
C) alla capacità termica
D) alla temperatura
E) all'energia interna della sostanza
32) Il calore specifico di una sostanza è, per definizione:
A) il calore contenuto nell'unità di volume di tale sostanza
B) il calore necessario a far passare l'unità di massa della sostanza dallo stato solido allo stato liquido
C) la temperatura della sostanza
D) la quantità di calore che deve essere somministrata all'unità di massa della sostanza per aumentarne la
temperatura di 1 °C
E) la quantità di calore che deve essere somministrata all'unità di massa della sostanza per farla passare
da solido a liquido
33) Un sistema termodinamico riceve dall'esterno una quantità di calore pari a 4 J e
contemporaneamente compie un lavoro di uguale entità sull'esterno. La variazione di energia
interna del sistema vale:
A) + 8 J
B) - 4 J
C) 0
D) + 4 J
E) + 16 J
34) Per innalzare la temperatura di un corpo:
A) non è necessario fornire calore al corpo
B) è necessario fare lavoro sul corpo
C) è necessario fornire calore al corpo
D) è necessario mettere il corpo in contatto termico con un corpo più caldo
E) nesuna delle risposte precedenti
35) La prima legge della termodinamica è:
A) valida solo per i gas perfetti
B) valida solo per i gas reali
C) valida solo in assenza di attrito
D) nessuna delle precedenti risposte è corretta
E) valida solo per i liquidi perfetti
36) Due recipienti identici, contenenti gas elio e collegati attraverso ad un lungo tubicino, sono
mantenuti a temperatura diverse. Si può affermare:
A) nei due recipienti vi è una stessa quantità di elio perché vi è una stessa pressione
B) essendo diversa la temperatura, la pressione nei due recipienti è diversa
C) il recipiente a temperatura maggiore contiene una maggiore quantità di elio
D) il recipiente a temperatura maggiore contiene una minore quantità di elio
E) nessuna delle risposte precedenti
37) Con una trasformazione isobara un gas ideale, inizialmente a 27 °C, è portato a 327 °C; se il
volume iniziale era di 2 litri, quello finale è:
A) 4 dm3
B) 6 litri
C) 4 m3
D) 2,1 litri
E) 300 litri
38) Aumentando la temperatura di un gas, la velocità media delle molecole del gas stesso contenuto in
un recipiente:
A) aumenta
B) diminuisce
C) rimane inalterata
D) dipende dal volume del recipiente
E) dipende dal numero di molecole
39) Un corpo A è a temperatura maggiore di un corpo B. Ciò significa che:
A) A contiene più energia di B
B) le particelle di cui A è composto sono, in media, più veloci di quelle di B
C) la massa di A è maggiore di quella di B
D) si è fornito più calore ad A che a B
E) in nessun caso si può trasferire calore da B ad A
40) Due masse uguali d'acqua hanno rispettivamente temperature di 60 e 20 °C. Mescolandole in.
assenza di scambi termici con l'esterno la temperatura finale di equilibrio sarà:
A) 80 °C
B) 40 °C
C) 30 °C
D) occorre conoscere il valore della massa totale
E) occorre conoscere il calore specifico
41) Mettendo in contatto due corpi a temperature diverse si raggiunge l'equilibrio termico. Possiamo
dire che:
A) la temperatura passa da un corpo all'altro
B) calore viene ceduto al corpo più freddo
C) calore viene ceduto al corpo più caldo
D) calore specifico viene ceduto al corpo più freddo
E) capacità termica viene ceduta al corpo più caldo
42) Per calcolare l'aumento della temperatura di un corpo susseguente alla somministrazione di una
quantità di calore nota occorre conoscere anche:
A) la composizione chimica del corpo
B) il calore specifico del corpo
C) il calore specifico e la massa del corpo
D) la temperatura iniziale e la massa del corpo
E) la temperatura finale e la massa del corpo
43) Se la stessa quantità di calore viene somministrata a due corpi di uguale capacità termica,
possiamo affermare che:
A) subiscono lo stesso abbassamento di temperatura
B) subiscono lo stesso aumento di temperatura
C) subiscono lo stessa dilatazione di volume
D) il corpo di massa maggiore subisce un aumento di temperatura maggiore dell'altro
E) il corpo di massa maggiore subisce un aumento di temperatura minore dell'altro
44) Il calore:
A) è una proprietà dei corpi
B) costituisce l'energia interna dei corpi
C) non è mai negativo
D) è energia in transito tra due corpi dotati di diversa temperatura
E) è uguale alla temperatura dei corpi
45) Se un gas perfetto subisce una compressione adiabatica allora la sua temperatura:
A) aumenta
B) sale o scende a seconda del tipo di gas
C) rimane costante
D) sale o scende a seconda del grado di isolamento termico raggiunto
E) diminuisce
46) Il primo principio della termodinamica tratta:
A) della relazione tra pressione e temperatura
B) della definizione della temperatura
C) della definizione di capacità termica
D) della conservazione dell'energia
E) della diffusione del calore
47) L'acqua viene utilizzata nei circuiti di raffreddamento:
A) per il suo elevato calore specifico
B) per la sua piccola capacità termica
C) perché è un liquido inerte
D) perché è un liquido incomprimibile
E) perché evapora a 100 °C
48) Due oggetti sono in equilibrio termico tra di loro se hanno:
A) stesso calore specifico
B) stessa temperatura
C) stessa capacità termica
D) stessa massa
E) stessa densità
49) Un gas si espande a pressione costante. Durante l'espansione è sempre vero che il sistema:
A) compie un lavoro
B) riceve lavoro
C) cede calore
D) si raffredda
E) fa una trasformazione isocora
50) La quantità di calore si può misurare in:
A) joule
B) gradi centigradi
C) atmosfere
D) grammi
E) calorie . centimetro quadrato
51) Due stanze di uguale volume e comunicanti (uguale pressione) contengono un gas perfetto. Le
temperature T1 e T2 sono diverse nelle due stanze. Se ne deduce che:
A) c'è più aria nella stanza più fredda
B) c'è più aria nella stanza più calda
C) la quantità di aria è la stessa nelle due stanze
D) non si può concludere niente
E) non è possibile che si verifichi questa situazione
52) Quando un gas perfetto viene compresso isotermicamente:
A) il gas assorbe calore dall'esterno
B) il gas cede calore all'ambiente esterno
C) il gas si riscalda
D) il gas non scambia calore
E) il gas rimane isovolumico
53) A quale temperatura centigrada le molecole di un gas hanno energia cinetica media uguale alla
metà di quella che hanno a temperatura ambiente (considerata di circa 27 °C)?
A) 13,5 °C
B) 150 °C
C) - 123 °C
D) 54 °C
E) - 150 °C
54) Per calcolare il lavoro compiuto da un gas che si espande ad una pressione costante nota è
sufficiente conoscere:
A) il volume iniziale del gas
B) la variazione di volume del gas
C) la massa del gas
D) la variazione di temperatura del gas
E) la velocità di espansione del gas
55) Per la reazione: A + B + energia C
A) minore di zero e la reazione è esotermica
B) minore di zero e la reazione è endotermica
C) maggiore di zero e la reazione è esotermica
D) maggiore di zero e la reazione è endotermica
il H è :
56) Gli alimenti sono le fonti energetiche necessarie per la vita degli animali. In condizioni ottimali
l’energia è fornita solo da glucidi e lipidi. Sapendo che i lipidi forniscono 37,7 kJ/g mentre i glucidi
forniscono 15,7 kJ/g, calcolare l’energia che fornisce un panino all’olio che pesa 150 g. La
composizione media del pane all’olio è :
30,8% acqua
7,7% proteine
5,8% lipidi
51,5 % amido
4,2% zuccheri semplici
glucidi
57) Indicate se i seguenti fenomeni sono endotermici o esotermici
a- scoppio di un petardo
b- fotosintesi clorofilliana
c- evaporazione del sudore
d- combustione del metano
58) Il calore specifico del rame è 0,093 cal/g. Scaldiamo 16 g del metallo alla temperatura di 135°C.
Successivamente immergiamo il rame in un calorimetro contenente 80 g di acqua alla temperatura di
20°C. Quale sarà la temperatura finale del calorimetro? Supponiamo la capacità termica del calorimetro
trascurabile.
59) Ai fini dell’applicazione di un trattamento termico, la temperatura di un manufatto in lega metallica
con massa 3.4 kg deve essere portato dal valore ambiente, pari a 27°C, fino a 640°C. Il calore specifico
della lega metallica è pari a 480 J/(kg*°C). Il processo di riscaldamento avviene a pressione atmosferica.
Stimare il calore da fornire al componente.
Si consideri il manufatto in lega metallica di cui al problema precedente, caratterizzato da massa 3.4 kg e
calore specifico 480 J/(kg °C). Il trattamento termico a cui deve essere sottoposto prevede che, dopo
essere stato portato alla temperatura di 640°C, venga immerso repentinamente in una vasca che contiene
220 L di un olio speciale, resistente alle alte temperature. Sapendo che la densità e il calore specifico
dell’olio sono rispettivamente pari a 950 kg/m 3 è 2600 J/(kg°C), e che la sua
temperatura iniziale è uguale a quella ambiente, pari a 27°C, determinare la temperatura finale del
bagno. Si trascurino la capacità termica delle pareti della vasca ed il calore scambiato attraverso di esse.
60) Calcolare la quantità di calore che dobbiamo fornire ad un sistema costituito da 150 g di ghiaccio a
0°C per trasformarlo in vapor d’acqua a 100°C, mantenendo costante la pressione.
I calori latenti di fusione e di vaporizzazione valgono rispettivamente 80 e 540 cal/g. Il calore specifico
per l’acqua è Cp=1 cal/g
61) Un kg di acqua viene riscaldato per mezzo di un riscaldatore elettrico a immersione. La temperatura
dell'acqua passa da 15°C a 35°C. Supponendo trascurabili le perdite di calore, quante Calorie sono state
fornite all'acqua?
62) Un riscaldatore usato per 10 minuti fa aumentare la temperatura di una massa di 4000 g di 15°C, se lo
stesso riscaldatore viene usato per lo stesso tempo per scaldare 3000 g di acqua, quanto varierà la
temperatura di quest'ultima?
63) Supponendo trascurabili le perdite di calore, quante Calorie devono essere fornite a un kg d'acqua per
portare la sua temperatura dal suo punto di congelamento al punto di ebollizione?
64) 200 g di acqua a 60°C vengono mescolati con 400 g di acqua a 0°C. La temperatura finale del
miscuglio è 20°C. Quanto calore ha assorbito l'acqua fredda e quanto ne ha ceduto quella calda?
65) Un massa M di acqua a temperatura iniziale di 25°C viene mischiata con acqua a 15°C di massa
quattro volte la prima. Trova la temperatura finale del miscuglio, ammettendo che non ci siano state
perdite di calore.
66) Sulla stessa piastra di una stufa vengono riscaldati in uguali recipienti masse uguali di olio e di
acqua. La temperatura dell'acqua aumenta di 5°C; quale sarà all'incirca la variazione di temperatura
dell'olio?
67) Un blocco di metallo avente massa complessiva di 1,5 Kg, viene scaldato fino alla temperatura di
175°C, sono poi immediatamente gettato in 1,3 litri d'acqua a 30°C. La temperatura finale dell'insieme è
di 44°C. Trova il calore specifico del metallo. Calcola inoltre le calorie che sono state somministrate al
blocco di metallo per portarlo dalla temperatura iniziale di 20°C fino a 175°C. Il calore specifico
dell’acqua è 1 cal/°C g
68) Su 50 g di glicerina alla temperatura di 20°C contenuti in un calorimetro viene versata acqua a 50°C. La
miscela raggiunge la temperatura finale di 40,5°C. Determinare la massa dell’acqua sapendo che il
calore specifico della glicerina è 0,54 cal/g°K e il calore specifico dell’acqua è
1 cal/g°K
69) Un riscaldatore elettrico a immersione eroga una quantità di calore pari a 1,33 Cal a una certa massa
di mercurio; la temperatura di questo aumenta da 24°C a 40°C. a) Qual è la capacità termica di quel
campione di mercurio?
b) La massa del mercurio è di 2,5 kg; qual è il calore specifico del mercurio?
70) Alcuni bulloni di metallo uguali, aventi massa complessiva di 200 g, sono riscaldati nell'acqua bollente
fino alla temperatura di ebollizione di quest'ultima, sono poi immediatamente gettati in 100 g d'acqua a
20°C. La temperatura finale dell'insieme è di 25°C. Trova il calore specifico del metallo.
Il calore specifico dell’acqua è 1 cal/°C g
71) E’ possibile fornire calore ad un corpo senza che questi aumenti la sua temperatura?
72) Se tocchiamo un pezzo di ferro e un pezzo di plastica aventi la stessa temperatura abbiamo la
sensazione che il ferro sia più freddo della plastica. Perché?
73) Una pentola contenente acqua all’ebollizione può essere considerato un sistema
……………………..(aperto – chiuso - isolato) perché………………………………………
74) Che cosa si intende per trasformazione adiabatica?
75) Definizione di calore
76) Perché possiamo affermare che la variazione di energia interna nella trasformazione isoterma di
un gas ideale vale 0?
77) Enuncia il primo principio della termodinamica descrivendo le grandezze che il esso compaiono
78) Prendi sul piano (P,V) due stati di un sistema gassoso ideale (stato i iniziale e f finale). Rappresenta
il passaggio dallo stato i a quello f nei tre casi seguenti (gli stati iniziali e finali sono gli stessi per tutti i
tre casi):
1isocora seguita da isobara
2isobara seguita da isocora
3isoterma.
Dimostra, sfruttando i tre grafici, che il lavoro non è funzione di stato.
79) Che cos’è l’energia interna di un sistema?
80) Che cosa può provocare il cambiamento dell’energia interna di un sistema?
81) Descrivi alcuni esempi in cui il lavoro si trasforma in calore.
82) L’esperienza di Joule
83) Una bombola di gas del volume di 30 litri contiene 8 moli di gas azoto alla temperatura di 18°C. Viene
lasciata al sole per 2 ore. Alla fine la sua temperatura è 39°C. Calcolare la variazione di energia interna
del gas. CN2 =1,038 J/g°C
84) In una trasformazione isobara alla pressione di 1,2 atmosfere un gas passa da un volume V1=1,5 m3 a
V2=3 m3.
Rappresentare la trasformazione in un grafico P,V
Il lavoro compiuto dal gas è positivo o negativo?
Calcolare il lavoro compiuto dal gas
Se il gas passa da V1=3 m3 a V2=1,5 m3, sempre a pressione costane, cosa succede al lavoro?
85) Un gas perfetto monoatomico compie una trasformazione descritta nel piano P V da una retta
orizzontale AB. Lo stato iniziale A è caratterizzato dalla pressione Pa = 2 104 N/m2 e da un volume
Va=1m3 mentre lo stato finale Pb e Vb è caratterizzato da una pressione e da un volume rispettivamente
doppi dei valori iniziali. Calcolare la quantità di calore assorbita dal gas, il lavoro compiuto e la
variazione di energia interna riguardante la trasformazione considerata. (Q=12 104J L=3 104J ∆U=9
104 J)
86) La figura rappresenta il ciclo termodinamico ABCDA a cui è sottoposta una mole di gas perfetto.
Determina:
Il lavoro compiuto dal gas durante il ciclo
La variazione di energia interna
Il calore assorbito o ceduto dal gas
La temperatura del gas nello stato A
87) Calcolare il lavoro compiuto, espresso in Joule, la variazione di energia interna e il calore assorbito
relativi al ciclo rappresentato in figura.
(100 J, 0 J, 24 cal)
P(atm)
P1+1atm
P1
88) 2,8 grammi di N2 a 27°C e alla pressione di una atmosfera vengono riscaldati a pressione costante
finchè il volume raddoppia (trasformazione AB), quindi vengono ancora riscaldati a volume costante
finchè la pressione raddoppia (trasformazione BC), e infine mediante una espansione isoterma vengono
ricondotte alla pressione iniziale (trasformazione CD). Sapendo che il calore specifico per mole a
volume costante è 4,96 cal/mole, calcolare:
1) I valori dei parametri di stato in A,B,C,D
2) La variazione di energia interna a seguito delle tre trasformazioni.
( Va=2,46 l Vb=4,92 l Tb = 600°K Pc=2atm Tc=1200°K Vd=9,84 l ∆U=446,4 cal)
89) Si consideri un ciclo costituito dalle seguenti trasformazioni:
Si rappresenti il ciclo nel piano P V; si calcoli il lavoro relativo al ciclo; si indichi il lavoro nel medesimo
piano P V.
90) Si consideri un ciclo costituito dalle seguenti trasformazioni:
ocora a 2000 litri
Si rappresenti il ciclo nel piano P V; si calcoli il lavoro relativo al ciclo; si indichi il lavoro nel medesimo
piano P V.
91) Si consideri un gas perfetto che, in un sistema passa da uno stato A ad uno B avendo a disposizione
due possibili percorsi, indicati nella figura sottostante
• Trasformazione isobara + isocora
• Trasformazione lineare
Inoltre, il processo sia reversibile. I valori di pressione e volume sono:
• Stato A: PA = 32 bar, VA = 1 l
• Stato B: PB = 1 bar, VB = 8 l ,
Determinare il lavoro eseguito per ogni trasformazione.
P (atm)
A
B
V(litri)
92) Si consideri un gas perfetto che, in un sistema passa da uno stato A ad uno B avendo a disposizione
due possibili percorsi, indicati nella figura sottostante
• Trasformazione isobara + isocora
• Trasformazione lineare
Inoltre, il processo sia reversibile. I valori di pressione e volume sono:
• Stato A: PA = 64 bar, VA = 2 l
• Stato B: PB = 2 bar, VB = 16 l ,
Determinare il lavoro eseguito per ogni trasformazione.
P (atm)
A
B
V(litri)
93) Una mole di gas perfetto può eseguire le seguenti trasformazioni:
A→B seguita dalla trasformazione B→C (isobara + isocora)
Oppure può passare direttamente da A → C attraverso una isoterma.
Le trasformazioni sono riportate nella figura:
a) Riempire la tabella seguente:
Stato
P (atm)
A
V (litri)
5
T (K)
121,95
B
C
b)
c)
d)
e)
10
Calcolare il lavoro compiuto nella trasformazione A→B→C (isobara + isocora)
Quanto vale ΔU nella trasformazione A→C (isoterma)?
Quanto vale ΔU nella trasformazione A→B→C (isobara + isocora)?
Quanto vale il calore scambiato nella trasformazione A→B→C (isobara + isocora)?
94) Sapendo che il calore sviluppato dalla reazione di combustione di una mole di carbonio è 394 kJ,
calcolare la variazione di entalpia per la combustione di 1 Kg di carbone
95) Calcola la variazione di entalpia associata alla seguente reazione:
2 C(s) + 2O2(g) → 2CO2(g) per la quale ∆H = -188,2 kcal sapendo che:
2 C(s) + O2(g) → 2CO(g) per la quale ∆H = - 52,8 kcal
2 CO(g) + O2(g) → 2CO2(g) per la quale ∆H = - 135,4 kcal
96) Sapendo che i valori delle entalpie di formazione di H2S (g) , SO2 (g) , H2O(l) sono rispettivamente -20,6
; -297 ; -285,8 KJ/mole, calcolare la variazione di entalpia standard per la reazione:
2 H2S(g) + SO2(g) 3S(s) + 2H2O(l)
97) Calcola la variazione di entalpia associata alla seguente reazione:
CO(g) + H2O(l) → CO2(g) + H2(g)
sapendo che i valori delle entalpie molari di formazione sono:
ΔH0f CO(g) = − 110,52 kJ/mol
ΔH0f H2O(l) = − 285,83 kJ/mol
ΔH0f CO2(g) = − 393,51 kJ/mol
ΔH0f H2(g) = 0 kJ/mol
98) Calcola la variazione di entalpia associata alla seguente reazione:
C6H5C2H5(l) + 21/2 O2(g) → 8 CO2(g) + 5 H2O(l)
sapendo che i valori delle entalpie molari di formazione sono:
ΔH0f C6H5C2H5(l) = − 12,5 kJ/mol
ΔH0f O2(g) = 0 kJ/mol
ΔH0f CO2(g) = − 393,51 kJ/mol
ΔH0f H2O(l) = − 285,83 kJ/mol
99) Conoscendo le entalpie di formazione di acqua liquida, CO2, e metanolo:
H2(g) + ½ O2(g) H2O(l)
H1= -285,8 kJ/mole
C(gr) + O2(g) CO2(g)
H2= -395,5 kJ/mole
C(gr) + 2 H2 (g) + ½ O2(g) CH3OH(l)
H3= -238,7 kJ/mole
Calcolare l’entalpia per la reazione:
CH3OH(l) + 3/2 O2 CO2(g) + 2H2O(l)
100) Calcolare il ∆H° della reazione di idrogenazione dell'acetilene:
C2H2(g) + 2 H2(g) → C2H6(g)
sapendo che i ΔH° di combustione di C2H2(g) e di C2H6(g) sono rispettivamente
-1300 e -1561 kJ·mol-1 e che il ΔH° di formazione di H2O(l) é -286 kJ·mol-1.
101)
Data la seguente reazione di idrogenazione del benzene:
C6H6(l) +3 H2(g) → C6H12(l).
Calcolare il ΔH° della reazione sapendo che i ∆H° di combustione di C6H6(l) e di C6H12(l).sono
rispettivamente -3268 e -3920 kJ·mol-1 e che il ∆H° di formazione di H2O(l) é -286 kJ·mol-1.
102) Calcolare il ∆H° della reazione di ossidazione dell'etanolo ad aldeide acetica:
2 C2H5OH(l) + O2(g) → 2 CH3CHO(l) + 2 H2O(l)
dai seguenti dati:
∆H°comb C2H5OH(l) = -1367 kJ·mol-1
∆H°comb CH3CHO(l) = -1167 kJ·mol-1.
103) Calcolare l’entalpia standard della reazione di idrogenazione:
C2H4 (g) + H2 (g) _ C2H6 (g)
dai seguenti dati:
H°comb, C2H4 (g) = -307,12 Kcal/mol
H°comb, C2H6 (g) = -339,87 Kcal/mol
H°f, H2O (l) = - 68,36 Kcal/mol
H° = -35,61 Kcal/mol
104) Calcolare l’entalpia standard di formazione a 25°C del benzene (C6H6) liquido dai seguenti
dati:
H°comb, C6H6 (l) = -3270 KJ/mol
H°f, CO2 (g) = -394 KJ/mol
H°f, H2O (l) = - 286 KJ/mol
H°f, C6H6 (l) = 48 KJ/mol
105) Per la reazione
C2H6(g) + Cl2(g) → C2H4Cl2(l)
determinate il ΔH sapendo che:
4HCl(g) + O2(g) → 2Cl2(g)+ 2H2O(l)
ΔH° = -202,4 kJ
2HCl(g) + C2H4(g) + 1/2 O2(g) → C2H4Cl2(l) + H2O(l) ΔH° = -318,7 kJ
106) Calcolare l’entalpia standard della reazione:
A) N2 (g) + 3 H2 (g) _ 2 NH3 (g)
essendo note le seguenti reazioni ed entalpie standard:
B) NO (g) + ½ N2 (g) + ½ O2 (g)
H°B = - 90,3 KJ
C) H2 (g) + ½ O2 (g) _ H2O (l)
H°C = - 286,0 KJ
D) 4 NH3 (g) + 5 O2 (g) _ 4 NO (g) + 6 H2O (l) H°D = - 1170,4 KJ
H°A = - 92,2 KJ
107) Calcolare l’entalpia standard di formazione a 25°C del propano (C3H8) gassoso, conoscendo i
seguenti dati alla stessa temperatura:
H°comb, C3H8 (g) = -2221 KJ/mol
H°f, CO2 (g) = -394 KJ/mol
H°f, H2O (l) = - 286 KJ/mol H°f, C3H8 (g) = - 105 KJ/mol
108)
Calcolare il valore di ΔH° per la reazione:
P4O10 (s) + 6 PCl5(g) → 10 Cl3PO(g)
Avvalendosi dei seguenti dati:
a)
P4(s) + 6 Cl2(g) → 4 PCl3(g)
ΔH° = – 1225.6 kJ
b)
P4(s) + 5 O2(g) → P4O10(s)
ΔH° = – 2967.3 kJ
c)
PCl3(g) + Cl2(g) → PCl5(g)
ΔH° = – 84.2 kJ
d)
PCl3(g) + ½ O2(g) → Cl3PO(g) ΔH° = – 285.7 kJ
109)
Calcolare il valore di ΔH° per la reazione:
2 Al (s) + 3 Cl2(g) → 2 AlCl3(s)
Avvalendosi dei seguenti dati:
a)
2 Al(s) + 6 HCl(aq) → 2 AlCl3(aq) + 3 H2(g) ΔH° = – 1049 kJ
b)
HCl(g) → HCl(aq)
c)
H2(g) + Cl2(g) → 2 HCl(g)
d)
AlCl3(s) → AlCl3(aq) ΔH° = – 323 kJ
110)
ΔH° = – 74.8 kJ
ΔH° = – 185 kJ
Calcolare il valore di ΔH° per la reazione:
HCl(g) + NaNO2(g) → HNO2(l) + NaCl(s)
Avvalendosi dei seguenti dati:
a)
2 NaCl(s) + H2O(l) → 2 HCl(g) + Na2O(s) ΔH° = + 507.31 kJ
b)
NO(g) + NO2(g) + Na2O(s) → 2 NaNO2(s) ΔH° = – 427.14 kJ
c)
NO(g) + NO2(g) → N2O(g) + O2(g) ΔH° = – 42.68 kJ
d)
2 HNO2(l) → N2O(g) + O2(g) + H2O(l) ΔH° = + 34.35 kJ
111)
Calcolare il H di combustione del benzene:
2 C6H6(l) + 15 O2(g) → 12 CO2(g) + 6 H2O(l)
Sapendo che i H di formazione di reagenti e prodotti sono:
H C6H6(l) = 49 KJ/mole
H CO2(g) = -393,51 KJ/mole
H H2O(l) = -285,83 KJ/mole
112) Calcolare quanti grammi di carbonato di magnesio solido devono essere decomposti a 800°C e
1 atm in ossido di magnesio e anidride carbonica perché sia compiuto un lavoro di espansione di 104J.
113)
In base ai seguenti dati:
½ O2 + ½N2 → NO
H = + 90,25 KJ/mole
2NO + O2 → 2 NO2
H = - 114,1 KJ/mole
4NO2 + O2 → 2 N2O5
H = - 110,2 KJ/mole
Calcolare il H della reazione:
2N2 + 5O2 → 2 N2O5
114)
Tabelle
Tabella I: tabella dei calori specifici (espressi in Cal/Kg°C)
Alluminio
0.214
Amianto
0.195
Argento
0.056
Costantana
0.098
Vetro Crown
0.161
Ferro
0.115
Vetro Flint
0.117
Nichel
0.108
Oro
0.031
Ottone, Bronzo
0.090
Piombo
0.031
Platino
0.032
Rame
0.093
Stagno
0.057
Zinco
0.095
Acetone
0.53
Acido Solforico
0.33
Acqua
0.999
Alcool etilico
0.573
Glicerina
0.58
Mercurio
0.033
Benzolo, Benzina
0.41
Olio d'oliva
0.47
Petrolio
0.51
1 cal = 4,18 J
1 litro x atm = 24,2 cal
1 litro x atm = 101,3 J
1 J = 0,239 cal
R= 0,082 litri x atm x °K-1 x moli-1
R = 1,99 cal x °K-1 x moli-1
R= 8,31 J x °K-1 x moli-1
