Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Modello microscopico della materia Modello microscopico del gas perfetto Energia cinetica media di una molecola

10. Il modello microscopico della materia

20 esercizi

Tipo di esercizi

Scelta multipla,

Completamento aperto,

Posizionamento,

Vero o falso

Area tematica

Modello microscopico della materiaGrandezze fisiche

Argomento

Modello microscopico del gas perfettoModello microscopico del gas realeUnità di misuraMoto browniano

Sottoargomenti

Energia cinetica media di una molecolaCaratteristiche del modello del gas perfettoTemperatura assoluta ed energia cinetica mediaEquivalenza tra unità di misuraEnergia interna di un gas perfettoEnergia interna di un gas realeInterpretazione microscopica della pressione del gas perfettoCaratteristiche del moto brownianoZero assolutoTeorema di equipartizione dell'energiaCostante di BoltzmannEquazione di stato di Van der Waals

Libro

L'Amaldi per i licei scientifici.blu

Capitolo

10. Il modello microscopico della materia

Dal punto di vista ________ un gas perfetto è costituito da un grandissimo numero di molecole le cui forze di mutua attrazione sono ________. Queste molecole si muovono in modo ________ le une dalle altre e sono sottoposte a un numero di collisioni dell'ordine di 10 elevato alla ________ al secondo. Questo moto ________ viene denominato moto di agitazione termica perché il numero di collisioni è legato alla temperatura del gas.

Posizionamento

Vogliamo raddoppiare la velocità quadratica media delle molecole di un gas che si trova a temperatura ambiente (300 K): a quale temperatura bisogna portarlo?

T = ________ K

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

Completamento aperto

Nel Sistema Internazionale la costante di Boltzmann si misura in:

A: K/J

B: erg/°C

C: J/K

D: J

Scelta multipla

Quanti secondi ci sono in un anno?

A: Circa 3,15×10^-5.

B: Circa 3,15×10⁵.

C: Circa 3,15×10².

D: Circa 3,15×10⁷.

Scelta multipla

Un granello di polline è 10000 volte più grande di una molecola di acqua, che ha un diametro di 10^-10 m. Il diametro di una particella di polline è dunque:

A: 10⁶ m.

B: 10^-6 m.

C: 1 nm.

D: 1 mm.

Scelta multipla

Quale delle seguenti grandezze non è microscopica?

A: Velocità di una molecola.

B: Temperatura.

C: Energia cinetica di una molecola.

D: Numero di molecole.

Scelta multipla

Il moto Browniano:

A: testimonia che l'aria è costituita da particelle.

B: prende questo nome da un esperimento condotto da Einstein.

C: è un'osservazione sperimentale che portò alla scoperta della composizione dell'acqua.

D: è un'osservazione sperimentale la cui interpretazione è alla base della descrizione microscopica della materia.

E: è un'osservazione sperimentale che spiega il perché dell'esistenza delle molecole dell'acqua.

Vero o falso

La pressione di un gas perfetto:

A: è una grandezza macroscopica che quindi non ha nulla a che fare con le grandezze microscopiche.

B: è direttamente proporzionale all'energia cinetica media e al numero di molecole contenute in un dato volume.

C: è inversamente proporzionale al numero di molecole contenute in un certo volume.

D: è inversamente proporzionale all'energia cinetica media delle molecole.

Scelta multipla

Un gas reale:

A: è un gas per il quale le forze intermolecolari sono trascurabili.

B: è sempre approssimabile a un gas perfetto.

C: ha energia potenziale nulla.

D: ha energia potenziale negativa.

Scelta multipla

Il teorema di ________ dell'energia lega la temperatura di un gas all'energia cinetica dei suoi costituenti. In particolare si ha K_media= n/2 k_B________, dove n rappresenta il numero di gradi di libertà delle ________ di cui è composto il gas. Così per esempio una molecola monoatomica (un oggetto puntiforme) ha ________ gradi di libertà e quindi n = 3. È questo il caso dell'elio, al contrario l'ossigeno e l'azoto sono molecole biatomiche per le quali si ha n=5, in quanto esse possono traslare e ________.

Posizionamento

Qual è la differenza tra velocità media e velocità quadratica media?

A: Sono due quantità simili che possono essere scambiate a piacimento.

B: La prima si applica ai gas, la seconda ai liquidi.

C: Nei casi reali, la velocità quadratica media è sempre maggiore della velocità media.

D: Nei casi reali, le due grandezze sono sempre uguali.

Scelta multipla

La velocità quadratica media è uguale:

A: al quadrato della velocità media.

B: alla radice quadrata della media dei quadrati delle velocità di un certo numero di molecole.

C: al doppio del quadrato della velocità media.

D: alla radice della velocità media.

Scelta multipla

Allo zero assoluto le molecole di un gas:

A: si urtano elasticamente.

B: si scambiano energia cinetica negativa.

C: sono ferme e non possono essere rallentate ulteriormente.

D: non esistono più.

Scelta multipla

Calcola la velocità quadratica media di una molecola 0₂ di ossigeno (peso atomico dell'ossigeno = 16) a 0°C.

v = ________ m/s

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

Completamento aperto

Calcola la velocità quadratica media di una molecola d'aria monoatomica (m = 4,80⋅10^-26 kg) a temperatura ambiente (T = 300 K).

v = ________ m/s

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

Completamento aperto

Per una data temperatura di un gas, la velocità di una sua generica molecola è:

A: fissata dal teorema di equipartizione dell'energia.

B: sempre la stessa.

C: sempre maggiore di una certa velocità limite.

D: distribuita seconda una certa distribuzione delle velocità.

Scelta multipla

Che significato ha il termine b introdotto da van der Waals nella sua equazione di stato per i gas reali?

A: È un termine che tiene conto delle interazioni reciproche delle molecole.

B: Indica la densità delle molecole del gas.

C: Ha le dimensioni di una forza, e tiene conto delle interazioni intermolecolari.

D: Indica il covolume, che tiene conto dello spazio occupato dalle molecole per unità di massa.

Scelta multipla

Un recipiente di volume pari a 0,200 m³ contiene 3,00 mol di elio alla temperatura di 18°C. Qual è l'energia interna del gas?

U = ________×10⁴ J

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

Completamento aperto

Un gas perfetto monoatomico si trova alla temperatura di 50°C. Calcola l'energia cinetica media di una molecola del gas.

K = ________⋅10^-21 J

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

Completamento aperto

L'energia interna può essere definita:

A: solo per i gas reali.

B: solo per gas perfetti.

C: per i gas, i liquidi e i solidi.

D: solo per i solidi.

Scelta multipla