24/01/2017

PROVA DI ESAME SCRITTO DI TERMODINAMICA per l’ammissione alla prova orale
a.a. 2016-2017
Prof. Alessandro Lascialfari e Prof. Giorgio Rossi - 24 Gennaio 2017
Scegliere e svolgere 3 esercizi sui 4 proposti
Esercizio 1 (Ciclo termodinamico)
n=3 moli di elio (=1.67, cv = 12.52 J/molK) subiscono una trasformazione ciclica ABCA composta da un adiabatica AB
che porta il gas da uno stato iniziale A (VA = 6 L e TA = 300K) ad uno stato B (pB=9.47 atm , TB = 270K ), da un isobara
BC e da un isoterma CA. Calcolare il lavoro totale prodotto dal ciclo. Specificare di quanto è variata l’energia interna e
perché. Effettuare infine uno studio dei calori scambiati nelle varie fasi e stimare i rendimenti reali e ideali di questo ciclo.
Esercizio 2 (Entropia + calorimetria)
Una massa m = 0.25Kg di rame ad una temperatura T viene immersa in un recipiente contenente 0.1Kg di acqua
inizialmente alla temperature di 320K. Quando il sistema raggiunge l’equilibrio termico rimangono nel recipiente 0.09Kg
di acqua. Determinare la temperatura iniziale T del rame e calcolare la variazione di entropia dell’universo, trascurando
gli scambi di calore con l’ambiente esterno. Siano c=387 J/Kg K e c’=4187 J/Kg K rispettivamente i calori specifici del
rame e dell’acqua. Il calore latente di ebollizione dell’acqua vale =22.6 x 105 J/Kg.
Esercizio 3 (Teoria Cinetica)
Il cammino libero medio  delle molecole di un certo gas alla temperatura T=298K è =2.63.10-5 m; se il raggio di una
molecola è r=2.56.10-8 cm, quale è la pressione del gas ? Quanti urti subisce una molecola di quel gas in 1m di percorso ?
Esercizio 4 (Fluidi)
Determinare il rapporto A1/A2 sapendo che una variazione della pressione dell’aria di 0.7 kPa fa abbassare il livello
dell’interfaccia acqua salmastra-mercurio di 5mm (nel ramo destro del tubo del manomentro), mentre la pressione nella
tubazione di acqua salmastra si mantiene costante. La densità relativa del mercurio è di Hg = 13.56 e quella dell’acqua
salmastra è pari a H2O salmastra =1.1.
Soluzioni
Esercizio 1
Esercizio 2
Esercizio 3
Esercizio 4