Esercizi di Termodinamica
Gaetano Festa
Esercizio 1. Un recipiente di rame di massa M=2kg contiene una massa di acqua MA=0.1 kg alla temperatura
t2=20 °C. Per raffreddare l’acqua si aggiunge una massa m di ghiaccio alla temperatura t1= -10 °C. Si calcoli
m (a) nel caso in cui la temperatura finale è t=10 °C e (b) nel caso in cui solo una massa m/2 di ghiaccio si è
fusa. Sia cg=0.5 kcal/(kg K); cCu=0.093 kcal/(kg K),
K) λf=80 kcal/kg.
Esercizio 2. Un barista prepara un Mojito con 5 cl di rum bianco (40% alcool) e 5 cl di soda a 20°C. Sia
calcool=0.58 kcal/(kg K), csoda=cacqua. Si assuma che gli
li altri ingredienti (lime, zucchero di canna, menta)
abbiano un effetto
to trascurabile nella fase iniziale della preparazione.
preparazione. Si aggiungano 100g di ghiaccio
ghiac
a 0°C.
Qual è, all’equilibrio termico, la percezione alcolica della bevanda ? Quali effetti contribuiranno e quali
inibiranno lo scioglimento del ghiaccio per tempi lunghi ? Sia λf=80 kcal/kg.
Esercizio 3. Una macchina termica a gas perfetto biatomico compie il ciclo reversibile di figura,
rappresentato nel piano p, T. Sapendo che pB= 4 atm, pC= 3 atm, TA = 300 K, TC = 400 K, si calcoli il lavoro
prodotto ed il calore scambiato da una mole di gas durante il ciclo.
Esercizio 4. Un gas perfetto è contenuto in un recipiente terminante con un tubo cilindrico di sezione S,
chiuso da una sferetta di massa m che impedisce al gas di uscire e può scorrere lungo il tubo senza attrito. Le
pareti del recipiente possono considerarsi adiabatiche.
adiabatiche. Inizialmente il gas è in equilibrio ed ha volume V0. Si
sposta di poco la sfera dalla posizione di equilibrio e la si lascia libera. Si calcoli il periodo delle oscillazioni
della sferetta.
