Cognome e nome:
Luogo e data di nascita
A.A. 2005/2006 Corso di Fisica 2 (Colleferro)
Prova del 22/09/06
Matricola
1.Un blocco di piombo di massa m1=400 g alla temperatura di fusione T1 =530 ° C viene posto in
contatto termico con una sorgente termica ideale alla temperatura Ts=150 °C. Calcolare la variazione
di entropia dell’universo termodinamico. Dati numerici:calore latente di fusione del piombo f=24.5
103 J/kg, calore specifico del piombo c1 =130 J/kg K
A
2. Dieci moli di gas ideale monoatomico descrivono il ciclo
rappresentato in figura dove la trasformazione AB è un’isoterma
reversibile , BC è un’isocora irreversibile ottenuta mettendo il gas in
contatto con una sorgente a temperatura TC=250K e CA un’adiabatica
reversibile. Sapendo che TA=350 K, calcolare ad ogni ciclo il
rendimento offerto dalla macchina, la variazione di entropia del gas e
delle sorgenti a temperatura TA e TC
p
B
C
V
3) In un tubo orizzontale, che presenta due sezioni circolari rispettivamente di raggio r1 =20 cm e r2
=10 cm, scorre dell’acqua ( =1 g/cm3 ). Sapendo che tra le due sezioni vi è una differenza di
pressione p=3 105 Pa, calcolare la quantità di massa che scorre nel tubo nell’unità di tempo
assumendo l’acqua come un fluido ideale.
A) Riportare il tipico diagramma sforzo/deformazione illustrando gli aspetti più rilevanti.
B
p
B) Data la trasformazione reversibile riportata accanto descritta da n moli
di gas perfetto, ricavare l’espressione del calore e del lavoro scambiato
assumendo di conoscere le variabili di stato corrispondenti agli stati A e
B. Giustificare i risultati ottenuti.
A
V
Soluzioni dei problemi numerici della prova del 22/09/06
1) Te
S Pb
S SOR
Su
Ts
m1 f
T1
m1 c1 ln
m1 f
m1 c1 Te
Te
T1
-45.5 J/K
T1
69.8 J/K
Ts
S Pb
S SOR
24.3 J/K
2)
Isocora irreversibile: QBC
ncV TC
-1.25 104 J
TB
1
Adiabatica reversibile: QCA
0 ; T AV A
Isoterma reversibile: Q AB
1
Q BC
Q AB
S TA
nRT A ln
0.14 ; S GAS
nR ln
VB
VA
1
TC VC
1
; VB
VC
VA
TA
TC
1
VB
=1.46 104 J
VA
0
-42.13 J/K ; S TC
ncv TC
TC
TB
49.8 J/K
3)
Teo. Bernoulli : p1
p
dm
dt
p2
p1
1 2
v
2 1
1 2
q
2
2
q
1
r22
p2
1
r22
1
2
p
r12
2
795 kg/s
1
2
1 2
v 2 ; Portata costante : v1 r12
2
r12
2
v 2 r22
;
VB
VA
1.65
