Corso di Laurea in Ottica e Optometria
Corso di Elementi di Fisica
Docente: Prof. Alessandro Ruocco, Esercitatore: Dr. Adriano Verna
A.A. 2015/2016
Esercizi per la lezione del 21 gennaio 2016
Esercizio 1, da Walker, capitolo 17, problema n. 25 (presente nella lista precedente ma non svolto).
Una certa quantità di gas ideale monoatomico è sottoposta alla trasformazione mostrata nella figura
seguente in cui la pressione raddoppia e il volume triplica. Determina, in funzione del numero di
moli n, della pressione iniziale pi e del volume iniziale Vi
(a) il lavoro compiuto dal gas;
(b) la variazione dell’energia interna U del gas;
(c) la quantità di calore Q fornita al gas.
Esercizio 2, da Walker, capitolo 17, problema n. 75.
Un sistema formato da 1,5 moli di gas perfetto monoatomico neon, che può essere trattato come un
gas ideale, si trova inizialmente alla temperatura di 320 K, con un volume di 1,8 m 3. Al sistema è
fornita, a pressione costante, una quantità di calore tale da triplicarne il volume e, successivamente,
a volume costante, una quantità di calore tale da triplicarne la pressione. Calcola la quantità di
calore totale fornita.
Esercizio 3, da Walker, capitolo 17, problema n. 73.
Supponi che 1800 J di calore siano forniti a 3,6 moli di argon (monoatomico) alla pressione
costante di 120 kPa. Calcolare:
(a) la variazione del volume;
(b) la variazione della temperatura;
(c) la variazione dell’energia interna.
1
Esercizio 4, da Walker, capitolo 17, problema n. 77.
Un inventore sostiene di avere progettato un nuovo motore ciclico che utilizza come fluido
termodinamico il succo di pompelmo. Secondo le sue affermazioni, il motore riceve 1250 J di
calore da una sorgente a 1010 K e produce 1120 J di lavoro per ogni ciclo. Il calore di scarto viene
emesso nell’atmosfera a una temperatura di 302 K.
(a) Qual è il rendimento che si può dedurre dalle affermazioni dell’inventore.
(b) Qual è il rendimento di una macchina reversibile che opera fra le stesse temperature utilizzate
da questo motore?
Investireste del denaro in questo progetto?
Esercizio 5, da Walker, capitolo 17, problema n. 72.
Per trasformare in un’ora 1,75 kg di acqua in ghiaccio si utilizza un congelatore con coefficiente di
prestazione di 3,88. La temperatura di partenza dell’acqua è 20,0° e il ghiaccio prodotto è
raffreddato a -5,00° C. Calcola:
(a) la quantità di calore che occorre sottrarre all’acqua affinché questo processo si svolga;
(b) l’energia elettrica che consuma il congelatore durante questa operazione;
(c) la quantità di calore ceduta all’ambiente esterno.
(calore specifico del ghiaccio = 2090 J/(kg·K), calore specifico dell’acqua = 4186 J/(kg·K), calore
latente di fusione del ghiaccio = 33,5·104 J/kg)
Esercizio 6, da Walker, capitolo 18, problemi n. 20 e 21.
Un’onda su una corda è descritta dalla seguente equazione:
Determinare:
(a) ampiezza;
(b) lunghezza d’onda;
(c) periodo;
(d) velocità;
(e) in che direzione viaggia.
Fare uno schizzo dell’onda da =0 cm a =10 cm a =0,0 s, =3,0 s e =6,0 s.
2
Esercizio 7, da Walker, capitolo 18, problema n. 76.
La figura mostra un’onda che si muove verso destra su una corda. Per ogni punto A−F, indicati
sulla corda, stabilisci se, nell’istante mostrato, esso è in movimento verso l’alto, verso il basso o è
momentaneamente fermo.
Esercizio 8, capitolo 18, problema n. 54.
Una coppia di altoparlanti in fase sono messi l’uno accanto all’altro a una distanza di 0,85 cm. Tu ti
trovi di fronte a uno dei due altoparlanti ad una distanza di 1,00 m. Qual è la frequenza minima che
produrrà interferenza costruttiva nella tua posizione?
3
