Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Entropia e disordine Entropia Variazione di entropia di un sistema isolato

20.Entropia e disordine

21 esercizi

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Fisica

Quale tra le seguenti grandezze fisiche non è una funzione di stato?

A: L'energia potenziale gravitazionale.

B: L'entropia.

C: L'energia elastica di una molla ideale.

D: Il calore.

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Fisica

Un thermos perfettamente isolato contiene acqua a temperatura ambiente. Si aggiunge una certa quantità di ghiaccio, che si scioglie parzialmente. L'entropia complessiva del sistema acqua + ghiaccio:

A: non si può rispondere senza conoscere dati quantitativi.

B: diminuisce.

C: rimane costante.

D: aumenta.

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Ciascuno degli addendi che compaiono nella diseguaglianza di Clausius dipende dalla quantità di calore scambiata Q e dalla temperatura T. In che modo?

A: Ciascun addendo è inversamente proporzionale a Q e direttamente proporzionale a T.

B: Ciascun addendo è direttamente proporzionale a Q e inversamente proporzionale a T.

C: Ciascun addendo è direttamente proporzionale a Q e a T.

D: Ciascun addendo è inversamente proporzionale a Q e a T.

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Se in un sistema non isolato la variazione di entropia ΔS è minore di zero, cosa possiamo dire della corrispondente variazione di entropia ΔS' nel resto dell'universo?

A: ΔS' è positiva ed è uguale a |ΔS| se la trasformazione è reversibile, minore di |ΔS| se invece è irreversibile.

B: ΔS' è positiva ed è uguale a |ΔS| se la trasformazione è reversibile, maggiore di |ΔS| se invece è irreversibile.

C: ΔS' è negativa ed è uguale a ΔS se la trasformazione è reversibile, minore di ΔS se invece è irreversibile.

D: ΔS' è negativa ed è uguale a ΔS se la trasformazione è reversibile, maggiore di ΔS se invece è irreversibile.

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In base a quanto afferma il terzo principio della termodinamica:

A: non è possibile raffreddare un corpo fino allo zero assoluto.

B: non è possibile raffreddare un corpo fino allo zero assoluto in un numero finito di passi.

C: si può raffreddare un corpo fino allo zero assoluto purché si tratti di un gas perfetto.

D: si può raffreddare un corpo fino allo zero assoluto purché si utilizzino soltanto trasformazioni reversibili.

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Consideriamo gli stati 1 e 2 di un sistema isolato.
In quale caso la relazione che lega l'entropia dei due stati è S(2) = S(1)?

A: Per nessuna trasformazione che porta da 1 a 2.

B: Per qualsiasi trasformazione che porta da 1 a 2.

C: Per una trasformazione irreversibile che porta da 1 a 2.

D: Per una trasformazione reversibile che porta da 1 a 2.

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Un sistema è costituito da due parti che hanno entropia
S(A) e S(B). Quanto vale l'entropia totale del sistema ?

A: S(A) · S(B).

B: S(A) - S(B).

C: S(A) + S(B).

D: S(A) / S(B).

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Fisica

Quando un sistema isolato subisce una trasformazione irreversibile, la variazione di entropia:

A: deve essere negativa.

B: deve essere diversa da zero.

C: deve essere positiva.

D: deve essere nulla.

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In che modo si può agire sulle sorgenti di calore per far aumentare il rendimento di una macchina termica?

A: Abbassare la temperatura della sorgente più calda e innalzare quella della sorgente più fredda.

B: Migliorare la qualità delle due sorgenti di calore.

C: Innalzare la temperatura della sorgente più calda e abbassare quella della sorgente più fredda.

D: Cambiare le temperature delle sorgenti non influenza il rendimento.

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Dati due macrostati X e Y dello stesso sistema termodinamico, si osserva che l'entropia di Y è uguale al doppio dell'entropia di X.
Che relazione deve esserci tra le molteplicitàW(X) e W(Y) dei due macrostati?

A: W(Y) = 2 · lnW(X)

B: W(Y) = 2 · W(X)

C: W(Y) = [W(X)]²

D: W(Y) = W(X) · ln2

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Quando un sistema isolato subisce una trasformazione reversibile, la variazione di entropia:

A: deve essere diversa da zero.

B: deve essere negativa o eguale a zero.

C: deve essere uguale a zero.

D: deve essere uguale a zero o positiva.

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Se k_B è la costante di Boltzmann, l'equazione di Boltzmann per l'entropia afferma che l'entropia S di un macrostato realizzabile a partire da M microstati è data da:

A: S = ln(M) · k_B

B: S = M + ln(k_B)

C: S = M · ln(k_B)

D: S = ln(M) + k_B

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La temperatura Kelvin, definita operativamente usando le proprietà universali delle macchine termiche reversibili, mette in evidenza una importante proprietà della grandezza fisica temperatura. Quale?

A: Il fatto che la temperatura del ghiaccio fondente vale 273 K.

B: La natura moltiplicativa della temperatura.

C: L'esistenza di un limite superiore ai possibili valori della temperatura.

D: La natura additiva della temperatura.

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In un laboratorio a temperatura t = 20 °C si fa fondere un blocco di ghiaccio di massa m = 3 kg.
Sapendo che C_f = 334 kJ/kg, quali tra queste sono corrette variazioni di entropia durante il fenomeno descritto?

A: Variazione di entropia del sistema: 0 J/K

B: Variazione di entropia del sistema: -250 J/K

C: Variazione di entropia del sistema: 250 J/K.

D: Variazione di entropia dell'ambiente: -3420 J/K.

E: Variazione di entropia del ghiaccio: 3670 J/K.

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A ogni principio della termodinamica può essere associata una grandezza fisica che lo caratterizza in modo speciale. Qual è l'abbinamento corretto?
Principio zero: ________
Primo principio: ________
Secondo principio: ________

Posizionamento

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Nel seguente elenco, che si riferisce a parti di un'automobile in moto, qual è la forma disordinata di energia?

A: L'energia cinetica dei pistoni in movimento nel motore nel sistema di riferimento del marciapiede.

B: L'energia cinetica del baricentro delle molecole di aria dell'abitacolo nel sistema di riferimento del marciapiede.

C: L'energia cinetica dei pistoni in movimento nel motore nel sistema di riferimento dell'abitacolo.

D: L'energia cinetica delle molecole di aria dell'abitacolo nel sistema di riferimento dell'abitacolo.

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Quali grandezze devono essere determinate per specificare il macrostato o il microstato in cui si trova una quantità di gas perfetto?

A: Occorre determinare le variabili di stato per specificare il macrostato, mentre occorre determinare anche posizione e velocità di tutte le molecole per specificare il microstato.

B: Occorre determinare le variabili di stato per specificare il microstato, mentre occorre determinare posizione e velocità di tutte le molecole per specificare il macrostato.

C: Occorre determinare le variabili di stato per specificare il macrostato, mentre occorre determinare posizione e velocità di tutte le molecole per specificare il microstato.

D: Occorre determinare le variabili di stato per specificare il microstato, mentre occorre determinare anche posizione e velocità di tutte le molecole per specificare il macrostato.

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L'energia ________ gravitazionale è una funzione di stato.
L'energia ________ di un gas è una funzione di stato.
L'entropia ________ una funzione di stato.
Il calore scambiato ________ una funzione di stato.

Posizionamento

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Un thermos perfettamente isolato contiene latte a temperatura ambiente. Si aggiunge una certa quantità di tè caldo, che si mescola con il latte. L'entropia complessiva del sistema tè+latte:

A: rimane costante.

B: diminuisce.

C: aumenta.

D: per rispondere occorre conoscere la temperatura del tè.

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La grandezza termodinamica entalpìa è definita come:

A: H = U p V

B: H = U / pV

C: H = U - pV

D: H = U + pV

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Fisica

L'energia libera di Gibbs di un sistema termodinamico è definita come:

A: la differenza tra l'energia interna del sistema e il prodotto tra la sua temperatura e la sua entropìa.

B: la differenza tra l'entalpìa del sistema e il prodotto tra la sua temperatura e la sua entropìa.

C: la somma dell'entalpìa del sistema e del prodotto tra la sua temperatura e la sua entropìa.

D: la somma dell'energia interna del sistema e del prodotto tra la sua temperatura e la sua entropìa.

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