Verifica su cambiamenti di stato, gas perfetti e modello
cinetico
Classe 4E - 16 ottobre 2014
Durata: 1 ora. Soglia sufficienza: 60 pt. Punteggio massimo: 100 pt.
Es. 1 Dentro un thermos contenente 50.0 g di acqua alla temperatura di 20.0 ◦C vengono immersi 25.0 g di ghiaccio alla temperatura −40.0 ◦C. Dopo un certo periodo il sistema raggiunge
l’equilibrio.
À Verificato che la temperatura di equilibrio è 0 ◦C, determina la massa di ghiaccio fusa e
rappresenta lo scambio di calore nel diagramma tQ.
Á Determina qual è la minima massa di acqua alla temperatura di 20.0 ◦C che dovrebbe essere
impiegata affinché si fonda l’intera massa di ghiaccio. [PUNTI 30/100]
Es. 2 Un pallone aerostatico è gonfiato con 10.0 mol di elio alla pressione atmosferica 1.000 bar
e temperatura di 20.0 ◦C. À Qual è il volume di gas nel pallone? Á Se nell’alta atmosfera
temperatura e pressione del gas sono scese a −40.0 ◦C e 0.500 bar qual è il nuovo volume
occupato dal gas? [PUNTI 20/100]
Es. 3 Una quantità di gas ideale occupa un volume di 2.50 m3 alla pressione p = 1.50 bar e alla
temperatura di T = 20 ◦C. À Determina il numero di moli del gas. Á Mediante un’espansione
isotermica il gas viene portato alla pressione p1 = 1.00 bar; determina il volume V1 occupato
dal gas. Â Mediante una successiva compressione isobara il gas viene riportato al volume
inizialmente occupato; determina la temperatura finale del gas. [PUNTI 30/100]
Es. 4 Un pacchetto di 4.00 × 1024 atomi di elio viaggiano ad una velocità pari a 2.50 × 105 cm/s
rimbalzando perpendicolarmente su una coppia di facce di un cubo di lato 4.00 cm. Supponi gli
urti tra particelle e le pareti totalmente elastici. Indicata con Σ una delle due pareti, determina:
À il tempo intercorso tra un urto e il successivo tra una data particella e Σ; Á la forza media
esercitata dalle particelle su Σ Â la pressione esercitata dalle particelle su Σ.
[FAC] A parità degli altri dati, come cambierebbe la pressione se l’angolo di urto invece di
essere retto fosse 45.0◦ ? [PUNTI 20(+10)/100]
N.B. Si assumano: calore latente di fusione dell’acqua Lf = 335 × 103 J/kg; calore specifico
del ghiaccio cg = 2.00 × 103 Jkg−1 K−1 ; massa molare dell’elio Mmolare = 4.00 g mol−1 ; NA =
6.022 × 1023 mol−1 .
