2 - Sapienza

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI ROMA“LA SAPIENZA”
Facolta’ di Ingegneria – Corso di laurea in Ingegneria Clinica
Roma, 19 dicembre 2006
Prova scritta di Fisica 3
Risolvete, prima analiticamente poi numericamente, gli esercizi seguenti.
1.
In un recipiente cilindrico di sezione A=50cm2 è contenuta dell’acqua per
un’altezza h=8cm. Se si deposita sul fondo una moneta di raggio R=2,5cm e spessore
d=3mm, si chiede quale sarà la pressione dell’acqua sulla faccia superiore della
moneta.
2. Un recipiente rigido di capacità termica C= 5cal/oC contenente n=30 moli di un
gas biatomico alla temperatura T=300K viene immerso in un calorimetro e, a
equilibrio raggiunto, si constata che questo ha acquisito una quantità di calore pari a
Q=50cal. Si determini la variazione relativa di pressione all’interno del recipiente.
3. Con una macchina di Carnot viene compiuto lavoro assorbendo calore da una
vasca termicamente isolata dall’ambiente esterno, inizialmente alla temperatura
T10=380K, contenente V=30l d’acqua, che si raffredda man mano che viene compiuto
lavoro, mentre la sorgente fredda è a temperatura costante T2=325K. Si determini
quanto lavoro sarà stato compiuto dalla macchina quando la temperatura finale
dell’acqua nella vasca sarà T1F=375K.
Rispondete, con essenzialità e correttezza, alle seguenti domande.
1. Un oggetto cilindrico di densità maggiore dell’acqua giace sul fondo di una vasca colma
d’acqua, poggiando una base sul fondo piano e orizzontale di questa. Indicate se
sussiste la spinta di Archimede sull’oggetto e motivate la risposta.
2. Dimostrate l’equivalenza dei due enunciati, di Kelvin e Clausius, esprimenti il secondo
principio della termodinamica.
3. Presentate lo schema grafico del microscopio composto, con la costruzione
dell’immagine, nelle condizioni d’uso consuete.
1.
SOLUZIONI
Esame Fisica 3 per Ingegneria clinica, data: 19.12.2006
Esercizio n.1
P  g (h'd )
Ah  R 2 d
con h’ la nuova altezza della colonna d’acqua, pari a h' 
, da cui:
A


R 2
N
P  g h  d (
 1)  766,14 2
A
m


Esercizio n.2
P T
1 Q

  
P
T
T  C  ncv

  3,23%

Esercizio n.3
T
 T2 


L   dL   dQ1    1 
dQ1   
T1 

T
1F
10

T
  Vc T1F  T10  T2 ln  1F
 T10

 T2 
1 
mcdT1
T

1

   55,625 kJ

