questionariox 11

Fisica Generale, I Elettronica- Telecomunicazioni, Prof. Vaglio a.a. 2016-2017
Questionario n. 11 : Introduzione ai fluidi e alla termodinamica
Statica dei fluidi : Pressione e legge di Pascal, legge di Stevino, principio di
Archimede. Termodinamica : Sistemi termodinamici. Definizione operativa della
temperatura. Stati di equilibrio termodinamico. Principio zero della termodinamica.
Definizione della grandezza fisica calore. Trasformazioni termodinamiche e
diagramma di Clayperon. Esperimento di Joule. Primo principio della termodinamica.
Capacita’ termica. Gas perfetti, equazione di stato e temperatura assoluta. Relazione di
Mauer. Esperimento di espansione libera di Joule. Energia interna di un gas perfetto.
Teoria cinetica dei gas, relazione tra energia cinetica media delle molecole e
temperatura. Trasformazioni reversibili dei gas perfetti : isocora, isobara e isoterma.
(Libro di testo :Cap. 9, Par. 9.1, 9.2,9.3. Cap. 12, Par. 12.1, 12.2, 12.3, 12.4,
12.5,12.6, 12,7. Cap. 13, Par. 13.1, 13.3, 13.4, 13.5, 13.6 (tranne trasformazioni
adiabatiche e entalpia), cenni di 13.10 e 13.11. Consegna a fine corso)
1) Un cubo di legno di densità pari al 95% della densità dell’acqua e lato 20cm, galleggia su una
bacinella d’acqua. Di quanto sporge la faccia superiore del cubo dalla superficie dell’acqua ?
Quanto vale la pressione sulla faccia inferiore del cubo, quanto su quella superiore ?
(Risolvere il problema sia utilizzando la forza di Archimede sia la legge di Stevino).
2)Introdurre in modo sintetico le grandezze fisiche pressione, temperatura , calore e la funzione
energia interna di un sistema termodinamico. Cos’è un sistema termodinamico chiuso, cos’è una
parete adiabatica, cos’è una parte conduttiva, cos’è una trasformazione quasi-statica, cos’è una
trasformazione irreversibile?
3) In un contenitore contenente 20 litri di acqua (calore specifico 4187 J/Kg°C) alla temperatura di
20°C viene immerso un blocco di alluminio di massa 5Kg (calore specifico 896 J/Kg°C) alla
temperatura di 500°C. Calcolare la temperatura raggiunta dall’acqua e dal blocco all’equilibrio.
4) Una mole di gas biatomico a pressione iniziale PA =1atm e volume VA= 1 litro, subisce una
trasformazione a pressione costante (isobara) durante la quale assorbe una quantita’ di calore Q=
1000J. Calcolare il volume finale del gas, il lavoro e la variazione di energia interna relative alla
trasformazione.
5) Una mole di gas perfetto inizialmente alla pressione PA = 1atm e a temperatura ambiente
TA=300K, compie una trasformazione isoterma reversibile in cuiraddoppia il proprio volume,.
Calcolare lavoro, calore scambiato e variazione di energia interna relative alla trasformazione.