Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Entropia e disordine Entropia Variazione di entropia in una trasformazione reversibile

14. Entropia e disordine

20 esercizi

SVOLGI

INFO

Fisica

Esiste una relazione tra l'entropia e lo scorrere del tempo?

A: No, sono due grandezze totalmente distinte. Per esempio, esistono in natura trasformazioni reversibili per le quali ΔS = 0.

B: L'entropia è una grandezza dipendente dal tempo.

C: L'entropia cala al trascorrere del tempo.

D: I valori dell'entropia fissano in modo univoco la direzione in cui evolvono i fenomeni fisici.

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Fisica

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.

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Fisica

Quali sono le dimensioni dell'entropia?

A: J/K

B: [m ⋅ l² ⋅ t^-2 ⋅ T^-1]

C: [m ⋅ l ⋅ t^-2 ⋅ T]

D: [E ⋅ T^-1]

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Fisica

La disuguaglianza di Clausius è una conseguenza:

A: del principio zero della termodinamica.

B: del primo principio della termodinamica.

C: del secondo principio della termodinamica.

D: della definizione di entropia.

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L'entropia:

A: è energia in transito.

B: è una funzione di stato.

C: può essere definita solo per trasformazioni irreversibili.

D: è una grandezza intensiva.

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

A: Mancano i dati per poter risolvere l'esercizio.

B: ΔS < 0.

C: ΔS > 0.

D: ΔS = 0.

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L'entropia è una grandezza estensiva perché:

A: il calore è una grandezza estensiva.

B: è definita come il rapporto di due grandezze estensive.

C: è definita come il rapporto di due grandezze intensive.

D: può essere definita sia per sistemi chiusi che per sistemi isolati.

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Fisica

A: La disuguaglianza di Clausius vale per macchine termiche irreversibili.

B: L'uguaglianza di Clausius vale per macchine termiche reversibili.

C: La disuguaglianza di Clausius vale per una singola trasformazione.

D: La disuguaglianza di Clausius vale per una serie di trasformazioni.

E: Per una macchina di Carnot ideale vale l'uguaglianza di Clausius.

Vero o falso

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Fisica

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.

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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

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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.

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Calcola la variazione di entropia di una macchina termica al termine di un ciclo reversibile, in cui la sorgente calda è a 1500 K e la sorgente fredda si trova alla temperatura di 300 K.

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!

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Esistono particolari trasformazioni per le quali si registra una diminuzione dell'entropia di un sistema?

A: Certo, al termine di qualsiasi trasformazione l'entropia di un sistema diminuisce sempre.

B: Sì, si tratta delle trasformazioni reversibili.

C: No.

D: Sì, in alcuni casi si può registrare una diminuzione di entropia anche per trasformazioni reali.

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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

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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

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Che cosa si intende per molteplicità di un macrostato?

A: Si tratta del numero di microstati diversi che corrispondono a un particolare macrostato.

B: Si tratta del numero di microstati che danno luogo al macrostato A con maggiore probabilità.

C: Si tratta del numero di microstati che danno luogo al macrostato A con minore probabilità.

D: Si tratta del numero di macrostati diversi che corrispondono a un particolare microstato.

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Fisica

Che cosa accadrà quando tutto l'Universo si troverà alla stessa temperatura?

A: È una situazione impossibile perché l'Universo ha dimensioni troppo elevate.

B: Non avverranno più trasformazioni spontanee.

C: L'Universo si trova tuttora alla stessa temperatura.

D: Non si può definire la temperatura dell'Universo.

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Fisica

A: Per definizione, il valore di 0 J/K dell'entropia viene assegnato a un cristallo perfetto, formato da atomi tutti uguali tra loro, che si trova alla temperatura di 0 K.

B: Il macrostato che vedremo realizzarsi con maggiore probabilità è quello a cui corrisponde il maggiore numero di microstati.

C: L'equazione di Boltzmann indica che il macrostato che vedremo realizzarsi è quello con la massima molteplicità.

D: L'equazione di Boltzmann indica che il macrostato che vedremo realizzarsi è quello a cui corrisponde l'entropia minima.

E: L'equazione di Boltzmann consente di affermare che l'entropia è una grandezza intensiva.

Vero o falso

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

A: 32

B: 64

C: 16

D: 12

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Fisica

Il terzo principio della termodinamica afferma che:

A: l'evoluzione spontanea di un sistema isolato lo porta a uno stato di equilibrio a cui corrisponde il massimo aumento dell'entropia.

B: un corpo può essere raffreddato fino allo zero assoluto soltanto se su di esso si opera un numero molto elevato di trasformazioni reversibili.

C: è impossibile raffreddare un corpo fino allo zero assoluto mediante una procedura che contiene un numero finito di trasformazioni.

D: esiste una temperatura massima per un sistema determinata dal fatto che le particelle di un sistema non possono superare la velocità della luce.

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