Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Modello microscopico della materia Modello microscopico del gas perfetto Interpretazione microscopica della pressione del gas perfetto

16.Il modello microscopico della materia

28 esercizi

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Fisica

Secondo la teoria cinetica la temperatura assoluta è:

A: inversamente proporzionale all'energia cinetica media, comunque siano composte le molecole del gas.

B: inversamente proporzionale all'energia cinetica media, se le molecole sono composte da un solo atomo.

C: direttamente proporzionale all'energia cinetica media, comunque siano composte le molecole del gas.

D: direttamente proporzionale all'energia cinetica media, se le molecole sono composte da un solo atomo.

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dalla difficoltà: da 1 (più facile) a 5 (più
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Fisica

Il valore quadratico medio di una variabile è sempre:

A: maggiore o eguale al valore medio (in modulo) della stessa variabile.

B: minore del valore medio (in modulo) della stessa variabile.

C: minore o eguale al valore medio (in modulo) della stessa variabile.

D: eguale al valore medio (in modulo) della stessa variabile.

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Fisica

Per una molecola biatomica quale fattore compare nell'espressione dell'energia cinetica media in funzione della temperatura assoluta?

A: 5/2 se si considera soltanto l'energia cinetica media del centro di massa, 3/2 se si considera anche il moto di rotazione.

B: 3/2 se si considera soltanto l'energia cinetica media del centro di massa, 5/2 se si considera anche il moto di rotazione.

C: sempre 5/2

D: sempre 3/2

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Fisica

La relazione tra l'energia cinetica media K del moto del centro di gravità delle molecole e la temperatura assoluta T del gas perfetto è:

A: K = 3/2 k_BT, dove k_B è la costante di Boltzmann.

B: K = 2/3 R T, dove R è la costante del gas perfetto.

C: K = 3/2 R T, dove R è la costante del gas perfetto.

D: K = 2/3 k_BT, dove k_B è la costante di Boltzmann.

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Fisica

L'energia interna di un gas reale è:

A: la somma dell'energia cinetica più l'energia potenziale delle molecole.

B: l'energia potenziale totale di attrazione delle molecole.

C: l'energia cinetica totale del moto delle molecole.

D: la differenza tra l'energia cinetica e l'energia potenziale delle molecole.

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Fisica

L'energia interna di un gas perfetto è:

A: l'energia potenziale totale di attrazione delle molecole.

B: la somma dell'energia cinetica e dell'energia potenziale delle molecole.

C: l'energia cinetica totale del moto delle molecole.

D: la differenza tra l'energia cinetica e l'energia potenziale delle molecole.

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Fisica

L'energia interna di un gas reale diminuisce quando le molecole del gas:

A: si muovono più velocemente o si trovano più vicine tra loro.

B: si muovono più velocemente o si trovano più lontane tra loro.

C: si muovono più lentamente o si trovano più vicine tra loro.

D: si muovono più lentamente o si trovano più lontane tra loro.

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Fisica

L'equazione di stato di van der Waals è:

A: una conseguenza dell'equazione di stato del gas perfetto nel caso dei gas reali.

B: un'altra forma dell'equazione di stato del gas perfetto.

C: una formula basata sulla teoria del moto delle molecole in un gas reale.

D: un modello proposto per descrivere il comportamento dei gas reali.

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Fisica

Nello studio del comportamento reale dei gas, si conclude che l'interazione tra le molecole:

A: fa aumentare la pressione del gas, perché è repulsiva.

B: fa aumentare la pressione del gas, perché è attrattiva.

C: riduce la pressione del gas, perché comprime le molecole.

D: riduce la pressione del gas, perché tiene legate le molecole.

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Fisica

Quale tra queste condizioni non deve necessariamente essere realizzata perché un gas si comporti come un gas perfetto?

A: Gli urti tra le molecole devono poter essere trascurabili.

B: La distanza tra le molecole deve essere grande.

C: L'energia potenziale del gas dev'essere molto minore (in valore assoluto) della sua energia cinetica.

D: L'energia interna dev'essere piccola.

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Fisica

Qual è il numero di gradi di libertà di una molecola formata da due atomi?

A: 3/2

B: 3

C: 5

D: 5/2

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Fisica

La pressione di un gas perfetto risulta essere:

A: direttamente proporzionale al quadrato della velocità media delle molecole.

B: inversamente proporzionale alla velocità media delle molecole.

C: inversamente proporzionale al quadrato della velocità media delle molecole.

D: direttamente proporzionale alla velocità media delle molecole.

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Fisica

La relazione tra la pressione p del gas perfetto e l'energia cinetica media K delle sue molecole può essere scritta nella forma:

A: p = 3/2 N_A K / V

B: p = 3/2 V K / N_A

C: p = 2/3 N_A K / V

D: p = 2/3 V K / N_A

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Fisica

Quale tra queste relazioni definisce correttamente la velocità quadratica media v_qm?

A: v_qm = radice quadrata del valore medio di v²

B: v_qm= (valore medio di v)²

C: v_qm = radice quadrata del (valore medio di v)²

D: v_qm= valore medio di v²

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Fisica

Quale tra queste condizioni deve necessariamente essere realizzata perché un gas si comporti come un gas perfetto?

A: Gli urti delle molecole con le pareti del recipiente devono poter essere trascurabili.

B: La distanza tra le molecole deve essere piccola.

C: L'energia interna del gas deve essere piccola.

D: Gli urti tra le molecole devono poter essere trascurabili.

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Fisica

Nell'espressione K = 3/2 pV/N per l'energia cinetica media delle molecole del gas perfetto in funzione della pressione e del volume, in quale caso l'energia cinetica K è uguale all'energia cinetica media del centro di gravità delle molecole?

A: Soltanto se le molecole sono composte da atomi eguali tra loro.

B: Soltanto se le molecole sono composte da più di un atomo.

C: Soltanto se le molecole sono composte da un solo atomo.

D: In tutti i casi.

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Fisica

L'ordine di grandezza della velocità quadratica media delle molecole dei gas in condizioni normali è:

A: 10^-3 m/s

B: 10³ m/s

C: 10⁶ m/s

D: 10^-6 m/s

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Fisica

Se per assurdo le forze intermolecolari fossero repulsive anziché attrattive, in che misura varierebbe l'energia interna di un gas rarefatto?

A: Aumenterebbe di una quantità rilevante.

B: Aumenterebbe di una quantità trascurabile.

C: Diminuirebbe di una quantità trascurabile.

D: Diminuirebbe di una quantità rilevante.

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Fisica

La relazione tra la pressione di un gas perfetto contenuto in un cubo di spigolo L e la velocità quadratica media delle sue molecole (scritta nella forma ^1/2) è la seguente: p = (N·m)/3L³.
Il fattore 1/3 è dovuto alla distribuzione ________ delle velocità nelle tre direzioni spaziali. L³ è il volume del gas.
________ è due volte l'energia cinetica media di una molecola, per cui la formula si può trasformare in quella equivalente: ________ = 2/3 N K_media.

Posizionamento

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Fisica

L'area totale compresa tra la curva di Maxwell e l'asse delle ________ è uguale a N, il numero di ________ di cui il gas è composto.
Questa proprietà permette di capire come varia la forma della curva di Maxwell al variare della temperatura: diminuendo la temperatura anche la ________ media delle molecole diminuisce; ma, dal momento che l'________ sottesa non può cambiare, l'ordinata del massimo della curva aumenta ed essa sviluppa un «picco» ben visibile.

Completamento aperto

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Fisica

Se si conosce la distribuzione di Maxwell per la velocità delle molecole di un gas, si può ricavare facilmente il numero di molecole la cui velocità media (in modulo):

A: è uguale a v.

B: è compresa nell'intervallo v ± Δv.

C: è maggiore o minore di v.

D: è compresa tra v e v + Δv.

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Fisica

Quale delle seguenti affermazioni è corretta per valori calcolati in base alla distribuzione di Maxwell delle velocità delle molecole di un gas?

A: Il valore della velocità quadratica media è minore del valore più probabile di v e del valore medio.

B: Il valore medio di v è minore del valore più probabile
e della velocità quadratica media.

C: Il valore della velocità quadratica media, il valore più probabile di v e il valore medio sono fra loro eguali.

D: Il valore più probabile di v è minore del valore medio e della velocità quadratica media.

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Fisica

La temperatura assoluta T è direttamente proporzionale all'energia media di traslazione K_media delle molecole di un gas perfetto:
K_media = (3/2)k_BT , dove k_B = 1,38·10^-23________

Sulla fotosfera del Sole la temperatura è T = ________ K, perciò K_media = 1,2 · 10^-19 J.
Nell'atmosfera di Marte T = ________ K, dunque le molecole di gas hanno K_media = 4,5 · 10^-21 J.

Posizionamento

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Fisica

Scegliendo una molecola a caso in un gas la cui distribuzione delle velocità è descritta dalla distribuzione
di Maxwell, che valore della velocità ti aspetti di trovare?

A: Un valore a caso tra gli infiniti possibili valori di v.

B: Un valore vicino a quello della velocità quadratica media.

C: Un valore vicino a quello della velocità media in modulo.

D: Un valore vicino all'ascissa corrispondente al massimo della distribuzione di Maxwell.

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Fisica

In base all'equazione di van der Waals, la temperatura alla quale si trova un gas reale risulta direttamente proporzionale al prodotto:

A: della pressione, aumentata di un fattore dovuto alle dimensioni non nulle delle molecole, per il volume specifico, diminuito di un fattore dovuto alle forze intermolecolari.

B: della pressione, aumentata di un fattore dovuto alle forze intermolecolari, per il volume specifico, diminuito di un fattore dovuto alle dimensioni non nulle delle molecole.

C: della pressione, diminuita di un fattore dovuto alle dimensioni non nulle delle molecole, per il volume specifico, aumentato di un fattore dovuto alle forze intermolecolari.

D: della pressione, diminuita di un fattore dovuto alle forze intermolecolari, per il volume specifico, aumentato di un fattore dovuto alle dimensioni non nulle delle molecole.

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Fisica

Il fattore 1/3 che compare nell'espressione della pressione in funzione della velocità media delle molecole è dovuto al fatto che:

A: per ogni molecola che possiede una velocità positiva, ce n'è un'altra che possiede una velocità negativa.

B: la terza legge della dinamica introduce questo fattore tra la forza e la variazione della quantità di moto.

C: direzione e verso delle velocità delle molecole sono casuali e ugualmente distribuiti in tutte e tre le direzioni dello spazio.

D: soltanto una parte delle molecole urta contro la parete presa in considerazione.

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Fisica

La pressione esercitata da un gas sulle pareti del recipiente che lo contiene è un effetto:

A: della repulsione tra le pareti e le molecole.

B: dell'impulso trasferito negli urti con la parete.

C: dell'energia cinetica media delle molecole.

D: dell'attrazione tra le molecole.

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Fisica

Qual è il numero di gradi di libertà di una molecola formata da un solo atomo?

A: 3

B: 3/2

C: 5

D: 5/2

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