Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Termodinamica Trasformazioni termodinamiche Primo principio della termodinamica

14. La termodinamica

20 esercizi

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Fisica

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

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Fisica

Una trasformazione si dice ciclica se

A: si ripete molte volte.

B: si rappresenta nel piano p-V tramite una circonferenza.

C: ha lo stato finale coincidente con lo stato iniziale.

D: avviene senza scambi di calore.

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Fisica

Il lavoro di una trasformazione termodinamica può essere determinato con la relazione

W = p Δ V

. La trasformazione è

A: isocora.

B: isobara.

C: adiabatica.

D: isoterma.

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Fisica

Quando un sistema termodinamico assorbe calore o subisce lavoro dall'esterno, la sua energia interna

A: diminuisce.

B: aumenta.

C: resta costante.

D: si annulla.

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Fisica

Quale delle seguenti affermazioni è corretta per una trasformazione adiabatica di un gas ideale?

A: La temperatura aumenta sempre.

B: La temperatura diminuisce sempre.

C: Il gas scambia calore con l'ambiente.

D: Il gas non scambia calore con l'ambiente.

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Un gas perfetto, durante una trasformazione isobara, compie un lavoro di 300 J alla pressione di 100 kPa. Qual è la variazione di volume del gas?

+ 3 L

+ 3 m^{3}

- 3 L

- 3 m^{3}

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Un gas perfetto assorbe 100 J di calore e subisce un lavoro di 100 J. Qual è la variazione di energia interna del gas?

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Un gas perfetto biatomico formato da 2 moli subisce una trasformazione isobara; la sua temperatura diminuisce di 100 °C. Qual è il calore scambiato dal gas?

A: 5,8 kJ

B: −5,8 kJ

C: 4,2 kJ

D: −4,2 kJ

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Per una trasformazione isoterma di un gas perfetto, quale delle seguenti relazioni è errata?

Δ U = 0 J

Q = W

Δ U = Q

Δ U = W

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Gli scambi di energia tra sistemi fisici avvengono attraverso il passaggio di:

A: energia cinetica e lavoro.

B: energia potenziale e calore.

C: massa e temperatura.

D: calore e lavoro.

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Il primo principio della termodinamica è espresso dalla relazione:

A: ΔU = Q

B: Q = W

C: ΔU = –W

D: Q = ΔU + W

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In quale trasformazione il lavoro compiuto viene completamente trasformato in energia interna?

A: Isobara.

B: Isocora.

C: Isoterma.

D: Adiabatica.

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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.

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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.

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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.

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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

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Fisica

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

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Fisica

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.

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Fisica

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.

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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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