test termodinamica - Liceo Statale Rinaldo d`Aquino

Quale delle seguenti affermazioni relative alle trasformazioni spontanee è falsa
l’entropia è il fattore che determina la spontaneità
in un processo spontaneo c’è tendenza verso il disordine
una trasformazione si dice spontanea se avviene senza l’ausilio di influenze esterne
l’espansione di un gas nel vuoto è un esempio di trasformazione spontanea
solo le reazioni esotermiche sono spontanee
La trasformazione completa di calore in lavoro:
può avvenire soltanto se il sistema alla fine torna nelle condizioni iniziali.
può avvenire in una singola trasformazione, ma non in un intero ciclo.
è sempre possibile.
è possibile soltanto in una macchina termica.
Fra le grandezze che descrivono i l funzionamento di una macchina termica – calore,
lavoro e rendimento – quali si misurano in joule?
Solo il calore e il lavoro.
Solo il calore.
Tutti e tre.
Solo il rendimento.
Una macchina termica è:
un dispositivo che funziona mediante una trasformazione qualunque.
una trasformazione ciclica che utilizza almeno due sorgenti di calore.
una trasformazione ciclica qualunque.
un dispositivo che funziona mediante una trasformazione ciclica che utilizza almen o due
sorgenti di calore.
Un macchina termica con rendimento del 25% sviluppa un potenza P = 50kW. Quali tra le
seguenti affermazioni sono vere? (le risposte corrette potrebbero essere più di una)




Il lavoro della macchina in un'ora è L = 1,8 · 10 8 J.
In un'ora la macchina assorbe dalla sorgente a temperatura maggiore una quantità di
calore Q = 1,8 · 10 8 J.
Il lavoro della macchina in un'ora è L = 2,5 · 10 3 J.
In un'ora la macchina assorbe dalla sorgente a temperatura maggiore una quantità di
calore Q = 7,2 · 10 8 J.
In una trasformazione ciclica, il lavoro eseguito è:
la variazione di energia interna.
la somma dei lavori scambiati.
zero.
l'area fra il grafico e l'asse delle pressioni.
Che cosa è possibile soltanto parzialmente, secondo il secondo principio della
termodinamica?
La trasformazione del calore in lavoro (così come la trasformazione inversa).
La trasformazione del calore in lavoro (al contrario della trasformazione inversa).
La trasformazione del lavoro in calore.
La trasformazione del lavoro in calore (al contrario della trasformazione inversa).
In una macchina termica la presenza di due sorgenti di calore è necessaria per:
ottenere il calore sufficiente al funzionamento.
eseguire un lavoro utile.
compiere un lavoro complessivo positivo.
realizzare una trasformazione ciclica.
Macchine termiche e ciclo di Carnot
Una macchina termica preleva 1300 J di calore dal serbatoio caldo e cede 760 J di calore al serbatoio
freddo.
Qual è la quantità di lavoro compiuta dalla macchina?
Qual è il rendimento di una macchina che compie 340 J di lavoro e cede 870 J di calore?
Una macchina riceve 690 J di calore da un serbatoio caldo e ne cede 430 J a un serbatoio freddo.
a.
Calcola la quantità di lavoro effettuato.
b.
Calcola il rendimento della macchina.
Una macchina di Carnot opera tra i 440 K e i 310 K.
a.
Calcola la quantità di calore necessaria alla macchina per produrre 1500 J di lavoro.
b.
Calcola la quantità di calore ceduta al serbatoio fredde durante questo ciclo.
Il reattore di una centrale nucleare produce calore con una potenza termica di 820 MJ/s = 820 MW. Il
calore viene utilizzato per produrre 250 MW di potenza meccanica da trasmettere a un generatore
elettrico,
a. Calcola la potenza termica immessa nell'ambiente dalla centrale nucleare,
b. Calcola il rendimento della centrale nucleare.
Una macchina estrae 1300 J di calore da un serbatoio caldo e cede 700 J di calore a un serbatoio freddo.
Calcola il rendimento di questa macchina.
46%
54%
86%
27%
Una macchina termica con un rendimento del 30% produce 2500 J di lavoro. Calcola il calore ceduto al
serbatoio a più bassa temperatura.
5833J
8333J
750 J
7083]
Una macchina reversibile che opera tra le temperature di 500 K e 300 K ha lo stesso rendimento di una
macchina che opera tra 400 K e quale altra temperatura più bassa?
200 K
220 K
240 K
260 K
Un frigorifero ha un coefficiente di prestazione pari a 4,2. Quanto lavoro deve essere fatto sul frigorifero
per sottrarre 250 J di calore dal suo interno?
60 J
120J
250 J
1050J
Qual è la variazione di entropia se 15 g di acqua a 100° vengono trasformati in vapore a 100 °C? Il calore
latente vaporizzazione dell'acqua è 22,6 • 105 J/kg.
90,8 J/K
-90,8 J/K
3,33 J/K
-3,33 J/K
Una macchina irreversibile che lavora tra le temperature 550 K e 300 K sottrae 1200 J di calore dal
serbatoio caldo produce 450 J di lavoro.
Quanta entropia è stata creata in questo processo?
0,32 J/K
0,68 J/K
0,44 J/K
0,73 J/K
In una fredda giornata d'inverno la temperatura esterna -20 °C e la temperatura in casa è mantenuta a 20
°C. C’è un flusso di calore verso l'esterno attraverso i muri e il tetto di 25 kW.
Calcola la velocità con la quale aumenta l'entropia dell'Universo a causa di questo processo.
13W/K
25W/K
85W/K
99W/K

Se una macchina ha un ingranaggio di retromarcia, questo la rende reversibile?

Un gas si espande eseguendo 100 J di lavoro. Quanto calore deve fornire al sistema affinché la sua
energia interna cresca di 200 J?

Una sostanza è isolata termicamente, in modo che non possa scambiare calore con l'ambiente
circostante.
È possibile che la temperatura di questa sostanza cresca? Giustifica la tua risposta.

Fornisci calore a una sostanza.
È corretto concludere che la temperatura della sostanza aumenta? Giustifica la tua risposta.

È possibile trasformare una data quantità di lavoro meccanico completamente in calore?
Giustifica la tua risposta.

Esistono trasformazioni termodinamiche nelle quali tutto il calore assorbito da un gas ideale
viene trasformato completamente in lavoro meccanico? Giustifica la tua risposta.
Il secondo principio della termodinamica è in accordo con l’esperienza perché:
i fenomeni che lo violano sono estremamente improbabili.
i fenomeni che lo violano sono impossibili per le leggi della dinamica.
i fenomeni che lo violano evolvono verso stati con molteplicità maggiore dello stato iniziale.
i fenomeni che lo violano sono impossibili per il primo principio della termodinamica.Fine modulo
Nel seguente elenco, che si riferisce alle parti di un’automobile in moto, quali sono le forme disordinate
di energia? Più di una risposta è corretta.
A L’energia cinetica dei pistoni in movimento nel motore.
B L’energia cinetica delle molecole dell’abitacolo nel sistema di riferimento dell’abitacolo.
C L’energia cinetica di vibrazione delle molecole dei tessuti della tappezzeria.
D L’energia cinetica di vibrazione delle molecole dell’antenna della radio sollecitata dal vento della corsa.
il secondo principio della termodinamica (+ di una risposta è corretta)
a)definisce il rendimento delle macchine termiche
b)assegna la probabilità di ogni trasformazione termodinamica
c)stabilisce l'impossibilità di talune trasformazioni termodinamiche
d)stabilisce le condizioni per la realizzazione del moto perpetuo
Quale delle seguenti affermazioni è una conseguenza corretta del teorema di Carnot?
a)tutte le macchine reversibili hanno lo stesso rendimento
b)tutte le macchine reversibili che lavorano tra due sorgenti hanno lo stesso rendimento
c)tutte le macchine reversibile che lavorano fra due stesse temperature date hanno lo stesso rendimento
d)tutte le macchine reversibili che lavorano fra due stesse temperature e hanno lo stesso percorso hanno stesso
rendimento
3)quali delle seguenti condizioni devono essere verificate perchè una trasformazione sia reversibile? più
di una risposta esatta
a)trasformazione deve essere ciclica
b)la trasformazione deve richiedere solo sorgenti ideali di calore
c)deve avvenire in assenza di attriti
d)deve richiedere solo 2 sorgenti di calore
4)Per migliorare il rendimento di una macchina reversibile si può:
a)aumentare la temperatura della sorgente fredda, lasciando inalterata la temperatura della sorgente calda
b)diminuire la temperatura della sorgente fredda lasciando inalterata quella della sorgente calda
c)aumentare il calore assorbito dalla macchina, lasciando inalterato il rapporto Q1/Q2
d)aumentare il calore ceduto dalla macchina, lasciando inalterato il rapporto Q1/Q2