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

18.Il primo principio della termodinamica

22 esercizi

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Fisica

In una trasformazione ciclica quale grandezza assume lo stesso valore del calore scambiato complessivamente?

A: La variazione di temperatura.

B: Il lavoro delle forze esterne al sistema.

C: La variazione di energia interna.

D: Il lavoro svolto dal sistema.

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Fisica

In quale dei seguenti casi un gas racchiuso in un palloncino compie lavoro positivo sull'ambiente?

A: Quando il palloncino urta muovendosi contro un altro palloncino.

B: Quando il palloncino si contrae per una diminuzione della temperatura del gas.

C: Quando il palloncino si espande per un aumento della temperatura del gas.

D: Quando il palloncino si innalza per effetto della spinta idrostatica.

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Fisica

Quando si dice che l'energia interna è una funzione di stato, si intende che tale energia:

A: ha un solo valore per ogni stato del sistema.

B: ha lo stesso valore in tutti gli stati del gas.

C: ha un determinato valore per un unico stato del gas.

D: ha in ogni stato parecchi valori possibili.

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Quale tra le seguenti affermazioni relative alle funzioni di stato è corretta?

A: La variazione di una funzione di stato durante una trasformazione dipende dallo stato iniziale e finale del sistema e dalla trasformazione eseguita.

B: Una funzione di stato dipende dalla storia passata del sistema.

C: Una funzione di stato dipende soltanto dalle variabili di stato del sistema.

D: Una funzione di stato dipende soltanto dalla temperatura del sistema.

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Il gas perfetto si distingue dagli altri sistemi termodinamici perché la sua energia interna:

A: è una grandezza estensiva.

B: dipende soltanto dalla sua temperatura.

C: non dipende dalla storia precedente del sistema.

D: è una funzione di stato.

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L'espressione pΔV (dove p è la pressione e ΔV è la variazione di volume) per il lavoro compiuto da un gas che si espande è valida:

A: sempre.

B: a pressione costante.

C: a temperatura costante.

D: a volume costante.

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Se ΔU è la variazione di energia interna di un sistema, W il lavoro (positivo se è l'ambiente a compierlo sul sistema) e Q la quantità di calore scambiata dal sistema (positiva se il calore è assorbito), allora il primo principio della termodinamica si scrive nella forma:

A: ΔU = W - Q

B: ΔU = Q - W

C: ΔU = Q + W

D: ΔU = Q · W

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Se ΔU è la variazione di energia interna, W il lavoro che il sistema compie sull'ambiente e Q la quantità di calore scambiata dal sistema (con Q > 0 se il calore è assorbito), allora il primo principio della termodinamica si scrive nella forma:

A: ΔU = W - Q

B: ΔU = Q - W

C: ΔU = Q · W

D: ΔU = Q + W

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Fisica

Se in una trasformazione termodinamica l'energia interna del sistema rimane complessivamente invariata, il lavoro eseguito dal sistema deve essere:

A: uguale e opposto al calore assorbito dal sistema.

B: uguale al calore assorbito dal sistema.

C: maggiore del calore assorbito dal sistema.

D: uguale al calore ceduto dal sistema.

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In quale tra i seguenti casi i concetti della termodinamica possono essere rilevanti per lo studio della conservazione dell'energia del sistema fisico considerato?

A: Un blocchetto di metallo è appeso alla molla di un dinamometro.

B: Un blocchetto di metallo è immobile su un piano.

C: Un blocchetto di metallo scorre su un piano in assenza di attriti apprezzabili.

D: Un blocchetto di metallo scorre su un piano subendo la forza di attrito in maniera apprezzabile.

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Nel caso di una certa quantità di fluido omogeneo retto da un'equazione di stato opportuna, quali sono le variabili di stato?

A: Il volume V, la pressione p e la temperatura T.

B: Il numero di moli n, la pressione p e la temperatura T.

C: Il volume V, il numero di moli n e la temperatura T.

D: Il volume V, la pressione p e il numero di moli n.

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Gli stati di equilibrio di un gas sono quelli in cui le variabili di stato:

A: non possono più essere cambiate.

B: hanno lo stesso valore in ogni parte del gas.

C: sono soltanto pressione, volume e temperatura.

D: hanno il massimo valore possibile.

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Le trasformazioni termodinamiche rappresentabili con una linea continua sul diagramma pressione-volume sono:

A: quelle che coinvolgono soltanto stati di equilibrio.

B: quelle che avvengono in molto tempo.

C: quelle che hanno luogo all'interno di un cilindro chiuso da un pistone.

D: quelle che coinvolgono esclusivamente volume e pressione del gas.

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Quale di queste frasi definisce correttamente una trasformazione adiabatica?

A: Nel corso della trasformazione l'energia del sistema non può variare mediante scambi di lavoro con l'esterno.

B: Nel corso della trasformazione l'energia del sistema non può variare in nessun modo.

C: Nel corso della trasformazione l'energia del sistema non può variare mediante scambi di calore con l'esterno.

D: Nel corso della trasformazione l'energia del sistema non può variare mediante scambi di calore o lavoro con l'esterno.

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Il lavoro compiuto da un gas perfetto durante una trasformazione quasistatica qualunque è uguale in valore assoluto all'area della regione:

A: compresa tra il grafico e l'asse dei volumi sul diagramma temperatura-volume.

B: compresa tra il grafico e l'asse delle temperature sul diagramma temperatura-volume.

C: compresa tra il grafico e l'asse della pressione sul diagramma pressione-volume.

D: compresa tra il grafico e l'asse dei volumi sul diagramma pressione-volume.

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Quali grandezze si mantengono costanti nel corso di qualsiasi trasformazione isoterma?

A: Soltanto la temperatura.

B: La temperatura e il volume.

C: La temperatura e l'energia interna.

D: La temperatura e la pressione.

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Nel caso di una trasformazione ciclica il primo principio della termodinamica può essere scritto nella forma:

A: W = -Q

B: pΔV = -Q

C: W = Q

D: pΔV = Q

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L'energia interna di un gas perfetto:

A: è una funzione di stato.

B: dipende soltanto dalla pressione del gas.

C: dipende soltanto dalla temperatura del gas.

D: è una grandezza estensiva.

E: dipende dalla storia precedente del sistema.

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Nel caso di una trasformazione isòbara il primo principio della termodinamica può essere scritto nella forma:

A: ΔU = pΔV

B: ΔU = Q

C: ΔU = Q + pΔV

D: ΔU = Q - pΔV

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La figura mostra una trasformazione ciclica di un gas perfetto nel piano pressione-volume.
V_A= 30 dm³, V_C= 60 dm³, p_A= 60 Pa, p_C= 20 Pa.
Se W indica il lavoro compiuto dal sistema, allora:
W_AB= ________
W_AD= ________
W_CD= ________
W_ABCDA= ________
W_ADCBA= ________

Posizionamento

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Fisica

Nel caso di una certa quantità di gas perfetto, qual è il numero massimo di variabili di stato indipendenti?

A: Zero.

B: Una.

C: Tre.

D: Due.

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Quale tra le seguenti affermazioni relative alle funzioni di stato non è corretta?

A: Una funzione di stato non dipende dalla storia passata del sistema.

B: Una funzione di stato dipende soltanto dalle variabili di stato del sistema.

C: La variazione di una funzione di stato durante una trasformazione dipende soltanto dallo stato iniziale e finale del sistema, e non dalla particolare trasformazione eseguita.

D: Una funzione di stato dipende soltanto dalla temperatura del sistema.

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