Facoltà di Agraria Cognome: PROVA DI VERIFICA: Fisica 27 Marzo 2006 Nome: Matricola: Compito 001 1. Nel ciclo reversibile di Carnot in figura, il rendimento vale: 2 20.0 litri 7. La condensazione di un aeriforme avviene: 2 con apporto di energia da parte dell’ambiente esterno • con sottrazione di energia da parte dell’ambiente esterno 2 senza scambi di energia con l’ambiente esterno 8. Quali delle seguenti equivalenze è esatta? • 8.2 atm litri = 831 Joule • 70% 2 820 atm litri = 831 Joule 2 30% 2 0,82 atm litri = 831 Joule 2 non si può calcolare 2. Dato il ciclo in figura (una trasformazione isoterma AB; una trasformazione adiabatica BC, una trasformazione isobara CD ed una trasformazione isocora DA), rappresentarlo nel piano V-S. 9. Quali tra le seguenti unità di misura non è rappresentativa del calore specifico 2 cal / moli K 2 Joule / mole ◦ C • cal K / moli 10. Quale tra le seguenti grandezze fisiche è una grandezza di stato: • Temperatura 2 Lavoro 2 Calore 3. In un raffreddamento isocoro il calore scambiato è: 2 positivo 2 nullo • negativo 4. In una trasformazione termodinamica reversibile, L = P ∆V è pari al lavoro meccanico: • solo in una trasformazione isobara 2 sempre 2 mai 5. Tra calore specifico c, capacità termica C e massa M , vale la seguente relazione: 2 c = CM 11. Un gas perfetto subisce le seguenti trasformazioni reversibili: AB) espansione isobara fino a raddoppare il volume, BC) un raffreddamento isocoro fino a dimezzare TB . Quale trasformazione CA è necessaria per riportare il gas nello stato di equilibrio termodinamico A di partenza? 2 Una trasformazione isobara che dimezza la temperatura • Una trasformazione isoterma che dimezza il volume 2 Una trasformazione isocora che raddoppia la temperatura 12. Quali tra le seguenti unità di misura può essere usata per il rendimento di una macchina termica: • c = C/M • Joule/cal 2 M = Cc 2 Joule/Watt 6. In una trasformazione isoterma una mole di un gas perfetto si espande alla temperatura di 300 K da un volume iniziale di 10 litri, compiendo un lavoro di 100 Joule, quanto vale il volume finale? 2 Cal 13. La caloria è: 2 un’unità di misura non in relazione con il J 2 Non si può calcolare • un’unità di misura in relazione con il J • 10.4 litri 2 un’unità di misura in relazione con il W 14. Una macchina frigorifera ideale lavora con un ciclo di Carnot (due trasformazioni isoterme e due adiabatiche reversibili) tra le temperature di 400 K e 280◦ C; il rendimento vale: • 26.5% 20. In una espansione isoterma il calore scambiato è: 2 negativo 2 75.0% • positivo 2 153.3% 2 nullo • 261.2% 15. Miscelando 10 litri di acqua alla temperatura di 60◦ C con 2 kg di una sostanza liquida alla temperatura iniziale di -10◦ C si ottiene una miscela, la cui temperatura all’equilibrio vale 56◦ C. Determinare il calore specifico della sostanza. 2 407.5 cal/kg K 2 0.2 J/g K • 0.3 cal/g K 21. La temperatura finale di un’espansione adiabatica reversibile è: 2 uguale • maggiore nel caso di un gas perfetto biatomico rispetto ad uno monoatomico 2 maggiore nel caso di un gas perfetto monoatomico rispetto ad uno biatomico 22. Nella trasformazione adiabatica reversibile in figura, calcolare il volume finale di un gas monoatomico: 16. Quali tra le seguenti affermazioni è errata per una trasformazione isoterma reversibile? 2 Il lavoro compiuto dall’esterno viene ceduto sotto forma di calore 2 L’energia termica acquistata sotto forma di calore viene spesa per compiere lavoro sull’esterno • L’energia termica acquistata sotto forma di calore viene spesa per compiere lavoro sull’esterno e ceduto sotto forma di calore 17. Dato il ciclo in figura (una trasformazione isoterma AB; una trasformazione isocora BC ed una trasformazione adiabatica CA), rappresentarlo nel piano T-P. 2 10.0 litri • 5.3 litri 2 6.7 litri 23. Un gas perfetto si trova nello stato di equilibrio termodinamico caratterizzato da una pressione di 1 atm, un volume di 0.5 m3 ed una temperatura di 200◦ C. Quante moli di gas sono presenti nel sistema? 2 0.129 moli • 12.9 moli 2 1.29 moli 18. In un ciclo reversibile composto da due trasformazioni isobare e due trasformazioni isocore (vedi figura), il lavoro totale vale: 24. Una mole di un gas perfetto monoatomico scambia +1000 J di energia termica sotto forma di calore e +1700 J di energia termica sotto forma di lavoro meccanico. Quanto vale la variazione di temperatura del gas perfetto? • -56.2 ◦ C 2 -33.7 K 2 56.2 K 25. In una trasformazione adiabatica reversibile vale la relazione: 2 T/V = K 2 Pmax (Vmax - Vmin ) • T Vγ−1 = K • (Pmax - Pmin ) (Vmax - Vmin ) 2 T Vγ = K 2 (Pmax + Pmin ) (Vmax - Vmin ) 19. In un ciclo reversibile, una macchina termica assorbe 1000 J di energia termica sotto forma di calore e cede 735 J di energia termica sotto forma di calore. Il rendimento vale: 26. Miscelando a pressione atmosferica 10 litri di acqua alla temperatura di 60◦ C con 1000 g di ghiaccio alla temperatura di fusione, si ottiene all’equilibrio la temperatura di: 2 53.2 ◦ C 2 73.5% 2 49.9 ◦ C 2 50.0% • 47.3 ◦ C 27. Un cibo cotto in forno, riceve energia termica prevalentemente sotto forma di calore per: 2 irraggiamento • convezione 2 conduzione 28. La temperatura di 77.7◦ F corrisponde a: • biatomico 2 monoatomico 2 triatomico 34. La variazione di energia interna (∆U) di un gas perfetto e l’energia termica di agitazione delle sue molecole sono: 2 Inversamente proporzionali 2 27.3 C 2 Indipendenti 2 77.7 C • Direttamente proporzionali ◦ ◦ • 298.5 K 29. Per il parametro γ definito in una trasformazione adiabatica vale sempre: 35. In una trasformazione irreversibile, per la variazione di entropia ∆S si ha sempre: 2 ∆S < 0 • 1 < γ <2 • ∆S > 0 2 γ = 1.4 2 ∆S = 0 2 γ < 1.5 30. Nel ciclo reversibile in figura si ha 36. Il calore latente di fusione è: • il calore necessario per fondere 1 g di sostanza 2 il calore necessario per innalzare di 1 ◦ C la temperatura di 1 g di acqua 2 il calore necessario per fondere 1 g di ghiaccio 37. Il coefficiente di prestazione di una macchina frigorifera ideale che lavora con un ciclo di Carnot: • può essere indifferentemente minore o maggiore di 1 2 ∆U > 0 e ∆S > 0 2 è sempre minore di 1 2 ∆U = 0 e ∆S > 0 2 è sempre maggiore di 1 • ∆U = 0 e ∆S = 0 38. La capacità termica dipende: 31. Il ciclo in figura è caratteristico di: • da entrambi 2 solo dalla massa 2 solo dal calore specifico 39. In un ciclo reversibile si ha: • Ltot = Qtot 2 Ltot > Qtot 2 Ltot < Qtot • nè di una macchina termica nè di una macchina frigorifera 2 una macchina termica 2 una macchina frigorifera 32. Un corpo (calore specifico 0.3 cal/gr K) si riscalda di 25◦ C quando si ferma per attrito. Supponendo che l’energia termica prodotta non sia dispersa, a quale velocità si muoveva il corpo prima di fermarsi? 2 25 m/s 2 2500 m/s • 250 m/s 33. Un gas perfetto subisce le seguenti trasformazioni reversibili: AB) espansione isoterma fino a raddoppiare il volume, BC) un raffreddamento isocoro che riduce la pressione fino a 0.758 di PB , CA) una compressione adiabatica fino allo stato termodinamico di partenza. Il gas perfetto utilizzato è: 40. Una macchina termica lavora con un ciclo ideale di Carnot (due trasformazioni isoterme e due adiabatiche reversibili) tra le temperature di 400 K e 300◦ C; il rendimento vale: • 30.2% 2 75.0% 2 25.0% 41. Si considerino un’espansione isobara (in cui si raddoppia il volume) ed un riscaldamento isocoro (in cui si raddoppia la temperatura) di un gas perfetto monoatomico. Si scambia più energia termica sotto forma di calore se: 2 è indifferente 2 si effettua prima la trasformazione isobara e poi quella isocora • si effettua prima la trasformazione isocora e poi quella isobara 42. In una compressione isobara il calore scambiato è: 2 positivo 2 nullo • negativo 43. Assumendo costante l’energia termica assorbita sotto forma di calore, la capacità termica e la variazione di temperatura sono: 2 indipendenti • inversamente proporzionali 2 direttamente proporzionali 44. Un gas perfetto subisce le seguenti trasformazioni reversibili: AB) espansione isoterma fino a raddoppiare il volume, BC) un raffreddamento isobaro fino a dimezzare TB . Quale trasformazione CA è necessaria per riportare il gas nello stato di equilibrio termodinamico A di partenza? • Una trasformazione isocora che raddoppia la temperatura 2 Una trasformazione isoterma che dimezza il volume 2 Una trasformazione isobara che raddoppia la temperatura 45. Quale tra le seguenti affermazioni è esatta. La temperatura di ebollizione dell’acqua pura: 2 è sempre maggiore di 100 ◦ C 2 è sempre 100 ◦ C • è anche 100 ◦ C 46. In una espansione isobara il calore scambiato è: 2 nullo 2 negativo • positivo 47. Se in una trasformazione si ha ∆T = 0, ne segue che: 2 Q=0 2 L=0 • ∆U = 0 48. Quale tra le seguenti affermazioni è errata? 2 È sempre possibile trasferire energia termica sotto forma di calore da un corpo freddo ad uno caldo 2 È possibile trasferire energia termica sotto forma di calore da un corpo freddo ad uno caldo • Non è mai possibile trasferire energia termica sotto forma di calore da un corpo freddo ad uno caldo 49. Durante la fusione del ghiaccio, la sua temperatura 2 aumenta 2 diminuisce • rimane costante 50. Miscelando 10 litri di acqua alla temperatura di 60◦ C con 5 kg di acqua alla temperatura di ebollizione, si ottiene all’equilibrio la temperatura di: • 73.3 ◦ C 2 75.0 ◦ C 2 71.3 ◦ C