Facoltà di Agraria
PROVA DI VERIFICA: Fisica
7 Luglio 2008
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Risposta corretta: 1 punto; risposta sbagliata: -1/3 punto; risposta mancante: 0 punti. In
ottemperanza alla Legge n. 675 del 31 Dicembre 1996, AUTORIZZO/NON AUTORIZZO a
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Compito 001
1. Un gas perfetto biatomico compie un ciclo reversibile
composto da riscaldamento isobaro che fa aumentare di
6 volte il volume del gas, da un raffreddamento isocoro
che fa diminuire di 12.29 volte la pressione e da una compressione adiabatica che riporta il gas allo stato iniziale.
Determinare il rendimento del ciclo.
2 24.2 %
• 21.3 %
2 21.5 %
2. 3 moli di gas perfetto compiono una trasformazione isobara da A a B aumentando il volume di 13 volte e successivamente un raffreddamento isocoro fino ad un punto
C. Sapendo che TC = TA , determinare ∆SAC .
2 69.1 J/K
2 72.9 J/K
• 63.9 J/K
3. In una trasformazione isocora reversibile, 10 moli di un
gas perfetto monoatomico scambiano 8782 J di calore.
Sapendo che il rapporto tra la pressione finale e quella
iniziale vale 5, determinare la temperatura finale del gas.
2 -148.1 ◦ C
• -185.1 ◦ C
2 -224.0 ◦ C
4. Un cilindro (coefficiente di dilatazione lineare pari a 533
·10−7 ◦ C−1 ) alla temperatura di 278 K ha un diametro
di 3063 µm. A che temperatura il diametro del cilindro
sarà uguale a quello di una rondella di diametro pari a
3036 µm?
• -160.5 ◦ C
2 -131.6 ◦ C
2 -134.8 ◦ C
5. Una persona deve perdere 3 kg di massa corporea in
20 settimane. Sapendo che il suo fabbisogno giornaliero
medio vale 2965 kcal e che il contenuto energetico di 1 g
di grasso vale 9.3 kcal, determinare quale dovrà essere il
nuovo valore di fabbisogno medio giornaliero.
2 2295.5 kcal
• 2765.7 kcal
2 2129.6 kcal
6. I conigli hanno bisogno di bruciare 3 W/kg per vivere
(rate metabolico) e prendono l’energia necessaria dalla
lattuga di cui si cibano. Sapendo che il potere calorico
della lattuga vale 19 kcal/100 g, determinare quanta lattuga dovrà mangiare un coniglio di massa 7 kg in 90 ore.
2 9838.1 g
2 10522.4 g
• 8554.8 g
7. Un’atleta di 67 kg si allena per 80 min sviluppando una
potenza specifica media pari a 6 W/kg. Quante calorie
cede durante il suo allenamento sapendo che il processo
di conversione in energia meccanica ha un rendimento del
29 %?
2 1510.1 kcal
• 1589.5 kcal
2 1573.6 kcal
8. Si miscelino le seguenti quantità di liquido: 11 g a 20
◦
C, 14 g a 43 ◦ C e 17 g a 57 ◦ C. Quanto vale la temperatura della miscela se non ci sono dispersioni di calore
con l’esterno?
• 315.8 K
2 268.4 K
2 350.5 K
9. Sia data una macchina termica che utilizza un gas perfetto in un ciclo di Carnot. Sapendo che il rapporto fra
la temperatura massima e quella minima del ciclo vale
2 e che il calore assorbito durante un ciclo vale 421 kJ,
determinare il calore ceduto in ogni ciclo.
• -210.5 kJ
2 -240.0 kJ
2 -206.3 kJ
10. Un contenitore cilindrico di raggio interno 10 cm contiene
3 moli di gas perfetto. Un pistone di massa 3 kg mantiene
il sistema in equilibrio. Sapendo che la temperatura del
gas vale 68◦ C, determinare l’altezza del contenitore cilindrico che contiene il gas.
• 2.65 m
2 1.99 m
2 2.83 m
11. Sia dato un corpo solido di massa 93 g e calore specifico
190 cal/kg K che viene immerso in un 326 g di liquido
il cui calore specifico vale 481 cal/kg K. Quanto vale la
capacità termica del sistema?
2 198.9 cal/K
• 174.5 cal/K
2 176.2 cal/K
12. Un gas perfetto monoatomico subisce una trasformazione
che porta la pressione da 4 atm a 30 atm e il volume da
5 l a 13 l. Determinare il lavoro della trasformazione.
• 13780.9 J
2 11851.6 J
2 11162.5 J
13. Una pompa di calore di coefficiente di prestazione pari
a 7 consuma 33 W di potenza elettrica. Quanto calore
assorbe la pompa dall’esterno in 97 min di utilizzo?
2 1302167. J
• 1152360. J
2 1106266. J
14. 7 moli di un gas perfetto monoatomico subiscono
un’espansione adiabatica reversibile durante la quale una
molla di costante elastica 3967 N/m viene compressa di
31 cm. Calcolare la variazione di temperatura del gas.
2 -1.92 ◦ C
• -2.18 K
2 -1.81 K
15. Il calore di vaporizzazione di una sostanza è dato dalla
seguente relazione Qv = (10506 - 10 T) cal/mol, dove T
è espresso in ◦ C. Quanto vale il calore di vaporizzazione
alla temperatura di 312 K?
2 11432.8 cal/mol
• 10117.5 cal/mol
2 9712.8 cal/mol
16. Un gas perfetto subisce un raffreddamento isocoro fino ad
una pressione 4 volte minore e successivamente una compressione isoterma fino ad una pressione uguale a quella
iniziale. Determinare la temperatura finale del gas se
quella iniziale vale 61◦ C.
21. Durante una trasformazione isoterma, 8 moli di un gas
ideale subiscono una diminuzione della pressione di 507
atm. Se si conosce la variazione dell’entropia 10 J/K,
determinare la pressione iniziale.
2 3267.3 atm
• 3630.4 atm
2 4538.0 atm
22. Un gas ideale si trova in uno stato di equilibrio termodinamico. Di quante volte aumenta la sua temperatura
se passa in un altro stato di equilibrio termodinammico
caratterizzato da una pressione 14 volte maggiore e da un
volume 6 volte maggiore?
• 84.0
2 79.0
2 84.8
23. Calcolare la variazione di temperatura da 346 ◦ F a -68
◦
F.
2 -188.6 ◦ C
2 -211.6 ◦ C
• -230.0 ◦ C
24. In quanto tempo si porta 1947 g di acqua a 47 ◦ C
all’ebollizione a pressione atmosferica se assorbe 25 cal/s?
• 4127.6 s
2 -174.4 C
2 4416.6 s
2 -212.4 C
2 3673.6 s
◦
◦
• -189.6 ◦ C
17. Un gas perfetto è usato in un ciclo composto da un riscaldamento isobaro AB, un’espansione adiabatica BC, un
raffreddamento isobaro CD ed una compressione adiabatica DA. Se il rapporto ∆UAB /∆UCD vale -6, determinare
il rendimento del ciclo.
2 84.2 %
25. Siano date due aste di due metalli diversi vincolate ad
un estremo come in figura. Un’asta (coefficiente di dilatazione lineare 124 ·10−7 ◦ C−1 ) ha lunghezza 10299
µm, mentre la seconda (coefficiente di dilatazione lineare
195 ·10−7 ◦ C−1 ) ha lunghezza 10136 µm. Entrambe le
aste si trovano alla stessa temperatura. Sapendo che i
due estremi vincolati si trovano a distanza 20436 µm, determinare di quanto devono essere riscaldate le due aste
affinchè i due estremi liberi arrivino a contatto.
2 104.2 %
• 83.3 %
18. Una macchina termica ha un rendimento 57 % e ad ogni
ciclo cede 3894 J di calore. Determinare quanto lavoro
meccanico compie ad ogni ciclo.
• 5161.8 J
2 4129.5 J
2 3871.4 J
19. Una piastra circolare alla temperatura di 313 K ha un
raggio 32 cm. Sapendo che il materiale di cui è fatta la
piastra ha un coefficiente di dilatazione lineare 144 ·10−7
◦ −1
C , calcolare di quanto varia la superficie della piastra
se la sua temperatura diventa -46 ◦ C.
2 -6.20 cm2
• -7.95 cm2
2 -7.31 cm2
20. Per un condizionatore d’aria, la somma tra il modulo del
calore ceduto e il calore assorbito ad ogni ciclo vale 121
J. Sapendo che il coefficiente di prestazione vale 5 , determinare il calore assorbito ad ogni ciclo.
2 66.0 J
• 55.0 J
2 53.3 J
2 3.69 ◦ C
2 2.92 ◦ C
• 3.07 ◦ C
26. Un gas perfetto ha un volume 6 l a una temperatura 600
K. Determinare il volume del gas se la pressione aumenta
di 37% e la temperatura diminuisce di 37◦ C.
2 4.44 l
• 4.11 l
2 3.82 l
27. 5 moli di un gas perfetto biatomico compiono un ciclo
reversibile composto da un riscaldamento isobaro AB, un
raffreddamento isocoro BC, un raffreddamento isobaro
CD ed un riscaldamento isocoro DA. Siano TA = 429
K, TB = 801 K, TD = 316 K e il lavoro compiuto in un
ciclo pari a 1900 J, determinare il rendimento del ciclo.
• 2.9 %
2 2.3 %
2 3.0 %
28. In una giornata calda ed umida per mantenere la temperatura costante una persona deve dissipare 16647 J di
energia in 20 ore. Sapendo che il calore di vaporizzazione
del sudore è 504 cal/g, calcolare quanto sudore viene vaporizzato in un giorno.
2 9.94 g
• 9.47 g
2 8.43 g
29. Un gas perfetto monoatomico è utilizzato in un ciclo reversibile composto da un’espansione isoterma AB, un raffreddamento isocoro BC ed una compressione adiabatica
CA che riporta il gas nello stato iniziale. Sapendo che PA
= 48 atm, VA = 9 l e che ∆Uadiab = 934 J, determinare il
rendimento di un macchina termica di Carnot che lavora
tra la temperatura minore e quella maggiore del ciclo.
2 1.74 %
• 1.42 %
2 1.29 %
30. Quanti grammi di ghiaccio a 257 K sono necessari per
raffreddare 164 g di acqua da 81 ◦ C a 311 K? Si trascurino
eventuali dissipazioni di calore verso l’ambiente esterno.
Calore specifico del ghiaccio = 2.1 kJ kg−1 K−1 . Calore
latente di fusione del ghiaccio = 333.7 J g−1 .
• 56.3 g
2 60.8 g
2 42.8 g
31. 10 moli di un gas perfetto monoatomico compiono
un’espansione adiabatica da un volume di 6 l ad un volume di 15 l. Se la temperatura iniziale vale 335 K determinare il lavoro della trasformazione.
2 20042.6 J
• 19088.2 J
2 15652.3 J
32. Determinare il calore ceduto ad ogni ciclo da una
macchina frigorifera di coefficiente di prestazione 4
sapendo che il modulo del calore ceduto è maggiore di
3053 J del calore assorbito.
2 12364.7 J
• 15265.0 J
2 16180.9 J
33. Una macchina termica di Carnot ha una potenza di 991
W e lavora tra due sorgenti a temperature 99 ◦ C e 308
◦
C. Determinare in quanto tempo assorbe una quantità
di calore pari a 8425 J.
2 3.4 s
2 2.3 s
• 3.1 s
34. Sia data una miscela di acqua ( 185 g) e ghiaccio (
122 g) alla temperatura di 0◦ C. Sapendo che la miscela
riceve dall’ambiente esterno 41 cal/sec determinare dopo
quanto tempo la miscela si trova alla temperatura di 6
◦
C. (Calore latente di fusione del ghiaccio = 80 cal/g).
2 240.5 sec
• 283.0 sec
2 291.5 sec
35. Calcolare la capacità termica di 183 cm3 di una sostanza
il cui calore specifico vale 539 cal/kg K e la cui densità
vale 583 kg/m3 .
2 53.5 cal/K
2 51.2 cal/K
• 57.5 cal/K
