11. Il secondo principio della termodinamica #135293

L'enunciato di Kelvin e quello di Clausius affermano, seppur in maniera diversa, lo stesso principio. Di quale principio si tratta?

A:

In natura esistono solo macchine reversibili.

B:

In natura si verificano solo fenomeni irreversibili.

C:

Il rendimento della macchina termica può essere maggiore dell'unità.

D:

Il rendimento di una macchina termica non può essere inferiore all'unità.

E:

Una macchina termica non può estrarre calore, lo può solo cedere.

Scelta multipla

Consideriamo una sorgente fredda a una temperatura T₁ e una sorgente più calda a una temperatura T₂. Il rendimento di una macchina di Carnot che lavora tra queste due sorgenti è uguale a:

A:

T₂/T₁

B:

T₁/T₂

C:

1− T₂/ T₁

D:

1− T₁/ T₂

E:

(T₂ – T₁)/T₁

Scelta multipla

In un ciclo termodinamico, una macchina termica produce un lavoro pari a 220 J e cede alla sorgente più fredda un calore pari a 200 J. Qual è il suo rendimento?

η = ________

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

Una macchina termica ha un rendimento del 63%; a ogni ciclo, la macchina compie un lavoro di 530 J. Quanto vale il calore assorbito dalla macchina in un ciclo?

A:

1,4 kJ

B:

200 J

C:

330 J

D:

840 J

Scelta multipla

Il rendimento di una macchina termica ciclica è uguale:

A:

al rapporto tra lavoro totale e calore ceduto.

B:

al rapporto tra i calori scambiati al termine di un ciclo.

C:

al rapporto tra calore e lavoro.

D:

al rapporto tra lavoro totale in un ciclo e calore prelevato dalla sorgente calda.

Scelta multipla

L'enunciato di Kelvin del secondo principio della termodinamica:

A:

vale per tutte le trasformazioni termodinamiche.

B:

non vale per le isoterme con gas perfetti.

C:

vale per singole trasformazioni termodinamiche, ma non può essere applicato alle macchine termiche.

D:

non vale per le macchine termiche che usano una sola sorgente.

Scelta multipla

È possibile realizzare una macchina termica reversibile in natura?

A:

Sì, ma il suo costo sarebbe talmente elevato da renderne la produzione non conveniente.

B:

Esistono macchine reversibili così come esistono le macchine irreversibili.

C:

No, una macchina termica reversibile è una macchina termica ideale che basa il suo funzionamento su cicli di trasformazioni reversibili.

D:

La risposta è ancora oggi dibattuta.

Scelta multipla

Una macchina termica opera tra due sorgenti a temperatura diversa. La sorgente calda si trova a 400 °C. Quale può essere il rendimento massimo di una macchina termica reale che opera a temperatura ambiente, cioè a 20 °C?

η = ________

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

Quale di questi dispositivi non è una macchina termica?

A:

Una centrale termoelettrica a carbone.

B:

Una centrale elettrica nucleare.

C:

Il motore di un'automobile.

D:

La moka del caffè.

Scelta multipla

Una macchina termica reale è più efficiente se:

A:

opera tra due sorgenti a grande differenza di temperatura.

B:

opera tra due sorgenti a piccola differenza di temperatura.

C:

è una macchina termica reversibile.

D:

è una macchina termica che esegue trasformazioni cicliche.

Scelta multipla

Che cos'è una pompa di calore?

A:

Si tratta di un dispositivo che cerca di sottrarre calore all'ambiente esterno e lo riversa nei luoghi chiusi come uffici o appartamenti.

B:

Si tratta di un modo diverso di chiamare il frigorifero.

C:

Si tratta dell'elettrodomestico che comunemente chiamiamo condizionatore.

D:

Si tratta di un sistema idraulico per scambi di calore utilizzato nelle centrali termoelettriche.

Scelta multipla

Una macchina termica reversibile esegue un ciclo nel quale cede 300 J di calore alla sorgente fredda, che si trova a temperatura ambiente (300 K) e assorbe 600 J dalla sorgente calda. A quale temperatura si trova la sorgente calda?

A:

6 K

B:

60 K

C:

600 K

D:

Il problema non può essere risolto.

E:

150 K

Scelta multipla

Qual è la variazione di entropia di un sistema formato da un gas che subisce una espansione adiabatica?

A:

Mancano i dati per poter risolvere l'esercizio.

B:

ΔS < 0.

C:

ΔS > 0.

D:

ΔS = 0.

Scelta multipla

Il coefficiente di prestazione COP è:

A:

una misura dell'efficienza delle macchine frigorifere.

B:

definito dal rapporto tra lavoro e calore.

C:

una grandezza compresa sempre tra 0 e 1.

D:

simile al coefficiente di guadagno.

E:

sempre maggiore di 1.

Scelta multipla

Quale delle seguenti grandezze non contribuisce alla definizione di microstato di un gas?

A:

L'energia cinetica delle singole molecole.

B:

La massa totale di tutte le molecole.

C:

La velocità delle molecole.

D:

La posizione delle molecole.

Scelta multipla

2,2 moli di gas perfetto subiscono un'espansione isoterma in cui il volume finale è doppio del volume iniziale. Qual è la variazione di entropia?

ΔS = ________ J/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

Quale delle seguenti grandezze non contribuiscono alla definizione di macrostato di un gas?

A:

La temperatura del gas.

B:

La velocità delle singole molecole del gas.

C:

Il numero di moli del gas.

D:

La pressione del gas.

Scelta multipla

2,00 kg di ghiaccio si trovano in una stanza in cui la temperatura supera leggermente 0 °C. In queste condizioni possiamo considerare che la fusione del ghiaccio avvenga in maniera reversibile a una temperatura di 0 °C. Il calore latente di fusione del ghiaccio è pari a 334 kJ/kg. Quanto vale la variazione di entropia?

ΔS = ________ x 10³ J/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

Considera la somma del lancio di due dadi un "macrostato". Qual è il macrostato che si ottiene con maggiore frequenza?

A:

7

B:

2 e 12

C:

Tutti i risultati sono ugualmente probabili.

D:

6

Scelta multipla

Considera la somma del lancio di due dadi un "macrostato". Quanti sono i microstati che puoi ottenere lanciando due dadi?

A:

36

B:

6

C:

12

D:

11

Scelta multipla