7. Trasformazioni della materia, energia e ambiente #96088

Osserva la figura, che riporta la tabella nutrizionale di un certo tipo di barrette alimentari. Poi, tra le frasi seguenti, indica quali sono vere o false.

A: Una barretta fornisce il 9% della razione giornaliera di ferro raccomandata dalle norme della UE.

B: 100 g di prodotto forniscono 42 mg di ferro.

C: 100 g di prodotto forniscono all'organismo 1 g di grassi insaturi.

D: Il valore energetico del prodotto corrisponde al suo potere calorifico.

E: Una barretta contiene 0,18 mg di vitamina B12.

Vero o falso

In relazione all'energia termica, indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

A: L'energia termica è dovuta all'energia cinetica di tutte le particelle che costituiscono un sistema.

B: L'energia termica, come tutte le altre forme di energia interna, è una grandezza estensiva.

C: Se in un sistema non cambia il numero di particelle, la sua energia termica rimane sempre costante.

D: L'energia cinetica delle particelle dipende soltanto dalla velocità con cui compiono il moto di traslazione.

E: I moti di vibrazione non modificano le distanze tra gli atomi e quindi non contribuiscono a definire l'energia termica.

F: Energia termica e calore sono due termini equivalenti per definire una forma dell'energia interna della materia.

Vero o falso

In relazione alla determinazione del potere calorifico, osserva la figura e poi indica se ciascuna frase è vera o falsa.

A: Per usare la bomba calorimetrica è necessario conoscere il potere calorifico dell'acqua, pari a 4,184 kJ/(kg · °C).

B: Nella bomba calorimetrica l'ossigeno deve venire in contatto con il combustibile.

C: Per ricavare il potere calorifico del combustibile è necessario conoscere la massa di acqua presente.

D: Per ricavare il potere calorifico del combustibile non è necessario conoscere la massa del combustibile, basta che bruci completamente.

E: Il recipiente deve essere isolato termicamente, in modo che tutta l'energia termica liberata dalla combustione rimanga all'interno del sistema.

F: Per ricavare il potere calorifico del combustibile è necessario conoscere la capacità termica del calorimetro.

Vero o falso

Il potere calorifico della legna è circa 18 000 ________.Questo significa che dalla combustione di 1 kg di legna si ottengono circa 18 000 kJ di energia termica. Invece, il potere calorifico del metano è 36 000 ________: per confrontare questi due valori, espressi in unità di misura diverse, è necessario conoscere ________ del metano. Noto il potere calorifico di un combustibile solido e la quantità di energia termica necessaria per un certo processo, per determinare ________ di combustibile da bruciare si deve dividere la quantità totale di calore per il potere calorifico. Se il potere calorifico è espresso in kJ/m³, con questa operazione si ottiene ________ del combustibile da bruciare.

Posizionamento

Quale affermazione relativa all'energia interna di un sistema è sbagliata?

A: L'energia interna di un sistema è una grandezza estensiva

B: Se un sistema è isolato la sua energia interna non può cambiare

C: L'energia chimica di un sistema cambia soltanto se avviene una reazione chimica

D: L'energia nucleare è una forma di energia interna di un sistema

E: Se si aumenta la temperatura di un sistema chiuso aumenta anche l'energia interna

Scelta multipla

Il corpo umano ricava l'energia che gli è necessaria mediante reazioni particolari e molto complesse che avvengono nelle cellule. I reagenti per queste reazioni sono forniti all'organismo tramite l'assunzione di ________, i cui principali costituenti sono proteine, carboidrati e ________. Cibi essenzialmente proteici sono per esempio la carne, il pesce e ________; i carboidrati sono forniti specialmente da ________ e frutta fresca; i grassi da olio, frutta secca, burro. La scarsa assunzione di ________ comporta difficoltà per l'organismo a creare le nuove cellule di cui continuamente abbiamo bisogno, mentre la carenza di glucidi e lipidi impedisce l'apporto dell'energia necessaria per tutti i processi vitali.

Completamento chiuso

In relazione ai combustibili e alle reazioni di combustione individua tra le frasi che seguono l'unica sbagliata.

A: La combustione è una reazione in cui un combustibile reagisce con un comburente, generalmente l'ossigeno.

B: La combustione è una reazione esoenergetica.

C: Nelle combustioni l'energia chimica viene convertita in energia termica.

D: Quando si brucia la legna nel camino, l'energia termica liberata nella combustione fa aumentare la temperatura della stanza.

E: L'unità di misura del potere calorifico è kJ/mol.

Scelta multipla

In relazione alle reazioni esoenergetiche e alle reazioni endoenergetiche indica tra le frasi che seguono l'unica sbagliata.

A: L'energia chimica di un sistema prima di una reazione è diversa da quella al termine della reazione.

B: Una reazione esotermica comporta sempre una diminuzione dell'energia chimica del sistema.

C: Una trasformazione esoenergetica porta alla formazione di prodotti che hanno più energia chimica dei reagenti.

D: In tutte le reazioni esoenergetiche una parte di energia chimica del sistema si trasforma in altre forme di energia.

E: Nella reazione di combustione dell'idrogeno l'energia liberata nella formazione dei legami nelle molecole d'acqua è maggiore di quella che serve per rompere i legami nelle molecole di idrogeno e di ossigeno.

Scelta multipla

In relazione alla fotosintesi clorofilliana e al glucosio indica tra le frasi seguenti quali sono vere (V) o false (F).

A: Uno dei reagenti della reazione di fotosintesi clorofilliana è l'anidride carbonica; le aree verdi del pianeta hanno quindi anche la funzione di assorbire e trasformare una parte dell'anidride carbonica prodotta dalle attività umane.

B: Fondamentalmente le cellule del corpo umano si nutrono di glucosio, che viene bruciato in presenza di ossigeno per dare energia.

C: L'organismo umano è in grado di produrre autonomamente glucosio con una reazione inversa a quella di fotosintesi clorofilliana.

D: La fotosintesi clorofilliana è una reazione esotermica perché libera l'energia necessaria al corpo umano per le attività fisiche e mentali.

E: La gran parte dell'ossigeno che respiriamo è un prodotto della reazione di fotosintesi clorofilliana.

Vero o falso

In relazione alla Rivoluzione industriale indica per ciascuna delle seguenti frasi, se è vera (V) o falsa (F)

A: La Rivoluzione industriale è stata un fenomeno che ha coinvolto la popolazione di tutto il pianeta.

B: La Rivoluzione industriale è stata resa possibile grazie alle macchine capaci di sfruttare in modo economicamente vantaggioso le reazioni di combustione dei combustibili fossili.

C: La Rivoluzione industriale ha apportato esclusivamente benefici e vantaggi per l'umanità, perché ha affrancato l'uomo dalla fatica del lavoro e ha permesso lo sviluppo dei trasporti.

D: Prima della Rivoluzione industriale, quasi tutta l'energia necessaria per le attività umane era principalmente fornita dalla forza stessa dell'uomo e degli animali.

E: Oggi è necessario porsi due distinti problemi: come rendere sostenibile dal punto di vista ambientale ogni attività umana e come riuscire a produrre l'energia necessaria per il nostro crescente fabbisogno da fonti rinnovabili e con processi che non alterino l'equilibrio del pianeta.

Vero o falso

Considera la reazione rappresentata dalla seguente equazione:
2 H₂S(g) + 3 O₂(g) → 2 H₂O(l) + 2 SO₂(g)

Dopo aver eseguito il calcolo del ΔH° della reazione, puoi affermare che ΔH° è ________ di zero e che la reazione è ________.

Completamento chiuso

Uno studente deve determinare il ΔH° molare della reazione di neutralizzazione dell'acido nitrico.
A tal fine, in un calorimetro a pressione costante, mescola 100 mL di HNO₃ 2,00 mol/L con 200 mL di KOH 1,00 mol/L e, dopo avere misurato il Δt, calcola il calore sviluppato che risulta essere 11,4 kJ.
La reazione avvenuta è rappresentata dalla seguente equazione:
HNO₃(aq) + KOH(aq) → H₂O(l) + KNO₃(aq)
In base a queste informazioni indica quanto vale il ΔH° molare di neutralizzazione dell'acido nitrico.

A: 57,0 kJ/mol

B: −57,0 kJ/mol

C: 11,4 kJ/mol

D: −11,4 kJ/mol

E: −5,70 kJ/mol

Scelta multipla

In relazione alle fonti rinnovabili di energia indica tra le seguenti frasi l'unica sbagliata.

A: I combustibili fossili e i minerali di uranio sono fonti energetiche non rinnovabili.

B: Le centrali idroelettriche sfruttano la caduta dell'acqua da bacini sopraelevati rispetto alla centrale. La loro costruzione non crea problemi ambientali perché l'acqua è una fonte rinnovabile e non produce inquinamento.

C: Tramite l'alternatore gli impianti eolici convertono direttamente l'energia cinetica del vento, fonte rinnovabile, in energia elettrica.

D: Le centrali solari utilizzano le radiazioni che provengono dal Sole, fonte rinnovabile di energia, per produrre il vapore necessario per far muovere la turbina.

E: Le centrali geotermiche sfruttano il vapore che fuoriesce spontaneamente dal terreno.

Scelta multipla

In relazione all'entalpia indica per ciascuna delle seguenti frasi se è vera o falsa.

A: Nelle trasformazioni che avvengono a pressione costante il calore acquistato o ceduto è uguale alla variazione di energia interna del sistema.

B: L'entalpia è una funzione di stato.

C: La variazione di entalpia (ΔH) di una reazione esotermica è positiva.

D: Per convenzione l'entalpia di tutti gli elementi nella loro forma stabile ha valore zero nello stato standard.

E: L'entalpia standard di formazione di una sostanza (ΔH_f°) ha per convenzione valore zero.

Vero o falso

In relazione alla applicazione della legge di Hess considera le seguenti equazioni di reazione:

1) N₂(g) + O₂(g) → 2 NO(g) ΔH = + 180,5 kJ/mol
2) N₂(g) + 2 O₂(g) → 2 NO₂(g) ΔH = + 66,36 kJ/mol

Per ciascuna delle affermazioni che seguono indica se è vera o falsa:

A: Entrambe le reazioni sono endotermiche.

B: I valori di entalpia riportati corrispondono alle entalpie standard di formazione.

C: La reazione inversa della prima (2 NO(g) → N₂(g) + O₂(g)) ha ΔH = −180,5 kJ

D: Sommando le due equazioni si ottiene quella di ossidazione di NO(g): 2 NO(g) + O₂(g) → 2 NO₂(g)

E: Applicando la legge di Hess, la reazione di ossidazione di NO(g) ha ΔH = −114,1 kJ

Vero o falso

In relazione alla possibilità di stabilire a priori se una reazione è esoenergetica o endoenergetica indica tra le seguenti frasi quelle corrette.

A: Non è possibile conoscere il valore di entalpia delle sostanze, ma solo calcolare il valore di ΔH associato una data reazione.

B: La relazione che permette di calcolare la variazione di entalpia di una reazione è:
ΔH° = Σ ΔH_f°reagenti - Σ ΔH_f°prodotti.

C: Tenendo conto dei rispettivi coefficienti stechiometrici, se la sommatoria delle entalpie standard di formazione dei prodotti è minore di quella dei reagenti la reazione è esoenergetica.

D: Affinché possano avvenire, le reazioni esoenergetiche devono trovarsi sempre nelle condizioni standard.

E: L'entalpia di formazione dell'ossigeno atomico e di quello molecolare vale zero per entrambi perché si tratta dello stesso elemento.

Scelta multipla

Quale tra le seguenti caratteristiche non può essere attribuita ai biocombustibili?

A: Sottraggono vaste aree alla coltivazione per uso alimentare.

B: Con la loro combustione si liberano ossidi di zolfo.

C: Sono totalmente biodegradabili.

D: Bruciandoli si immettono nell'aria polveri sottili.

E: Sono combustibili rinnovabili in tempi rapidi.

Scelta multipla

Bruciando combustibili fossili si origina, come prodotto della reazione, oltre all'acqua anche ________, responsabile dell'aumento dell'effetto serra. Inoltre, i combustibili contengono generalmente zolfo che a seguito della reazione di combustione si trasforma in SO₂ e successivamente in SO₃: questi ossidi combinandosi con ________ danno origine rispettivamente agli acidi solforoso e solforico. Inoltre il calore rilasciato dalla combustione avvia anche la reazione tra l'azoto e l'ossigeno presenti ________, che formano NO e NO₂, i quali a loro volta, combinandosi con l'acqua, originano gli acidi nitroso e nitrico. Da qui nasce il fenomeno ________ i cui effetti sono particolarmente evidenti sui manufatti di ferro e sugli edifici di pietra calcarea. Lo smog fotochimico, un altro fenomeno dannoso per la nostra salute, si genera seguito di reazioni innescate dalla radiazione solare tra gli ossidi di azoto e ________.

Completamento chiuso

In relazione alle fonti rinnovabili di energia indica per ciascuna delle seguenti frasi se è vera (V) o falsa (F).

A: Si chiamano fonti rinnovabili quelle che si rigenerano in tempi brevi e non sono esauribili, quindi saranno disponibili anche per le generazioni future.

B: La ricerca nel campo delle fonti rinnovabili si è sviluppata anche per motivi politici, in relazione al fatto che molti stati vogliono rendersi liberi dai combustibili fossili

C: La ricerca nel settore delle energie alternative in Italia non è ancora avviata; per esempio, manca una legge che individui quali sono attualmente le fonti rinnovabili.

D: L'unico aspetto negativo nell'uso delle fonti rinnovabili è che generano scorie inquinanti difficilmente smaltibili.

E: Il petrolio è una fonte non rinnovabile, infatti una volta esaurito si riformerà in tempi non paragonabili con quelli "umani".

Vero o falso

In relazione al recupero di energia dai rifiuti urbani indica tra le seguenti affermazioni quelle sbagliate.

A: Nei termovalorizzatori possono essere bruciati tutti i tipi di rifiuti prodotti dall'attività umana.

B: I termovalorizzatori bruciano rifiuti urbani per produrre vapore da utilizzare per il riscaldamento o per la produzione di energia elettrica.

C: L'uso efficiente dei termovalorizzatori renderebbe superfluo il riciclo dei materiali riutilizzabili.

D: I fumi e le ceneri prodotti nei termovalorizzatori rimangono comunque un problema per l'ambiente e per la salute degli abitanti.

E: Per diminuire il problema dei rifiuti urbani è necessario per prima cosa cercare di produrne la minor quantità possibile.

Scelta multipla

In relazione all'effetto serra indica tra le seguenti affermazioni quelle esatte.

A: I cosiddetti gas serra sono quelli le cui molecole assorbono le radiazioni infrarosse riemesse dalla Terra, per esempio CO₂, CH₄ e H₂O.

B: L'effetto serra non è un fenomeno naturale ed è iniziato con gli effetti della Rivoluzione industriale.

C: L'aumento dell'effetto serra è legato all'aumento, in tempi brevi, della concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera.

D: La maggior parte degli scienziati concordano nel ritenere che l'effetto serra non sembra comunque il principale responsabile dei cambiamenti climatici in atto.

E: Il protocollo di Kyoto è un accordo internazionale che prevede la riduzione delle emissioni dei gas serra entro scadenze concordate.

Scelta multipla

In relazione ai prodotti della combustione di materiali fossili indica tra le seguenti frasi indica l'unica sbagliata.

A: Alla formazione di smog fotochimico contribuiscono i materiali incombusti immessi nell'atmosfera.

B: Non sempre tutto il combustibile brucia: nel motore dell'automobile, per esempio, la combustione avviene in maniera esplosiva e quindi non riesce a consumare tutto il combustibile.

C: Dalle combustioni incomplete si origina CO, sostanza inodore molto pericolosa perché tossica per l'uomo.

D: Le polveri sottili sono tanto più dannose quanto più sono formate da particelle di grandi dimensioni.

E: Con la sigla PM10 si indicano le polveri sottili con diametro uguale o inferiore a 10 μm.

Scelta multipla