Data: 09/11/2016

A.S. 2016/2017
Classe: IV A
Data: 09/11/2016
Tempo: 1 h
Alunno/a:
Verifica di Fisica
1. Un motore termico effettua il ciclo termodinamico mostrato nel piano cartesiano V-p in figura. Il
fluido del motore è costituito da n moli di gas perfetto monoatomico:




Giustificando le risposte, dire:
 In quali trasformazioni il gas compie lavoro e in quali lo riceve
 In quali trasformazioni il gas si riscalda e in quali si raffredda
 In quali trasformazioni l’energia interna aumenta e in quali diminuisce
 In quali trasformazioni assorbe calore e in quali lo cede
Calcola il lavoro e il calore fornito dalla caldaia in funzione di p0 e di V0. In seguito, calcola il
rendimento del ciclo
Calcola la temperatura più alta e la temperatura più bassa del ciclo e indica quali sono gli
stati dove il sistema raggiunge tale valore (poni p0=1 atm, V0= 0,020 m3, n=1 mol)
Determina il rendimento di una macchina di Carnot riferita alle due temperature trovate
nel punto precedente. Esprimi tale risultato in percentuale.
2. Un cilindro con pistone contiene 2,0 mol di gas perfetto monoatomico alla temperatura di 100°C. Il
sistema subisce una trasformazione nella quale assorbe 2*104J di calore. Al termine, la temperatura
del gas è 1000 °C. Determina l’eventuale scambio di energia con l’ambiente, avvenuto sotto forma
di lavoro meccanico. Tale lavoro è fatto dal gas o dall’ambiente esterno? Giustifica la risposta
3. Una data quantità di gas perfetto monoatomico, inizialmente nello stato A alla temperatura di 300
K, che occupa un volume pari a 20 litri alla pressione di 2,0 atm, è soggetta a un ciclo formato dalle
seguenti trasformazioni:

Isocora AB fino a raggiungere la temperatura di 400 K


Adiabatica BC fino a tornare alla temperatura di 300 K
Isoterma fino a raggiungere lo stato iniziale
Calcola il volume nello stato C, il calore scambiato in ogni singola trasformazione, il rendimento del
ciclo e il lavoro che verrebbe prodotto, qualora il rendimento della macchina fosse massimo
4. 2 moli di gas monoatomico, inizialmente alla pressione di 2,0 atm e alla temperatura di 27°C,
subiscono le seguenti trasformazioni:
 Isoterma AB con VB=3VA
 Adiabatica BC con VC=2VB e TC=TA/3
 Isoterma CD
 Isobara che chiude il ciclo
Calcola:


I parametri di stato in A, B, C, D
Il lavoro eseguito nelle quattro trasformazioni
Esercizio 1
Esercizio 2
Esercizio 3
Esercizio 4
Punti 120
Punti 40
Punti 70
Punti 70
Punteggio minimo 2
Punteggio massimo 10
Calcolo punteggio : 𝑥 ∙
2
75
+2