Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Termodinamica Stato di un sistema termodinamico Energia interna di un sistema termodinamico

Il lavoro e l'energia termica

20 esercizi

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Fisica

Quali delle seguenti affermazioni sulla teoria cinetica molecolare dei gas sono corrette?
      a) Le molecole seguono le leggi di Newton e negli urti non perdono energia cinetica.
      b) Un gas è costituito da un elevato numero di molecole che si muovono ordinatamente.
      c) Il diametro delle molecole è piccolo rispetto alla loro distanza media.

A: Sono corrette solo le affermazioni "a" e "c"

B: Sono corrette solo le affermazioni "a" e "b"

C: Sono corrette solo le affermazioni "b" e "c"

D: Sono tutte corrette

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Fisica

Due contenitori dello stesso volume contengono lo stesso gas monoatomico e le molecole contenute nel recipiente A sono il doppio di quelle nel recipiente B; se la velocità media delle molecole è identica cosa si può affermare delle pressioni?

A: Le pressioni sono identiche

B: La pressione in A è doppia di quella in B

C: La pressione in A è la metà di quella in B

D: La pressione in A è il quadrato di quella in B

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Fisica

Se raddoppia la velocità media delle molecole monoatomiche di un gas, allora la temperatura T:

A: rimane costante

B: raddoppia

C: dimezza

D: quadruplica

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Un recipiente contiene 10 · 10²³ molecole alla temperatura di 40 °C; se la temperatura aumenta fino a 80 °C di quanto varia l'energia interna?

A: quadruplica

B: 822 J

C: 400 J

D: raddoppia

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Un gas ideale occupa un volume di 60 cm³ a una temperatura T e a una pressione p = 1,2 atm; se il volume aumenta di 20 cm³ mantenendo la stessa energia interna di quanto varia la pressione?

A: Aumenta di 0,8 atm

B: Diminuisce di 0,3 atm

C: Aumenta di 0,9 atm

D: Diminuisce di 0,8 atm

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Uno pneumatico è stato gonfiato a una pressione di 2,4 atm, alla temperatura di 27 °C. Dopo un lungo percorso, la temperatura del gas è salita a 127 °C. Supponendo che il volume sia rimasto costante, la pressione all'interno del pneumatico è aumentata di:

A: 1 atm

B: 2,4 atm

C: 0,8 atm

D: 3,2 atm

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Fisica

Osservando i grafici quale affermazione è errata?

A: Nel grafico "b" è rappresentata una isobarica e nel grafico "a" una isovolumica

B: Nel grafico "c" è rappresentata una isotermica e nel grafico "a" una isobarica

C: Nel grafico "a" è rappresentata una isobarica e nel grafico "b" una isovolumica

D: Nel grafico "b" è rappresentata una isovolumica e nel grafico "c" una isotermica

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A seguito di una trasformazione ciclica cosa possiamo affermare sulla variazione di energia interna?

A: È sempre nulla

B: È sempre negativa

C: Dipende dal verso della trasformazione

D: È sempre positiva

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Un gas si espande a una pressione costante di 1,5 ×10⁵ Pa e aumenta il suo volume da 20 cm³ a 40 cm³. Quanto lavoro compie sul pistone?

A: 300 J

B: 3 J

C: 20 J

D: 0 J

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Come indicato in figura, un gas può passare dallo stato A allo stato C direttamente oppure seguire la trasformazione ABC. In quale caso il lavoro è maggiore?

A: Dipende dal gas

B: Il lavoro è maggiore passando direttamente da A a C

C: Il lavoro è maggiore nella trasformazione ABC

D: Il lavoro è identico

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Se in un certo processo a un gas vengono forniti 2000 J sotto forma di calore e sul gas viene compiuto un lavoro di 400 J, qual è la variazione di energia interna?

A: 1600 J

B: - 1600 J

C: 2400 J

D: - 2400 J

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Durante una trasformazione a volume costante un gas assorbe una certa quantità di calore; allora risulta:

A: Q/ΔU = 1

B: L - Q = 1

C: Q - ΔU = 1

D: L/Q = 1

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Un gas occupa alla pressione di 1atm il volume di 1 litro; riscaldato a pressione costante si espande fino a raddoppiare il suo volume. Si calcoli il lavoro fatto.

A: 101 l · atm

B: 2 J

C: 100 l · atm

D: 101 J

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Un gas contenuto in un recipiente si espande adiabaticamente; cosa succede dell'energia interna?

A: Rimane costante

B: Aumenta

C: Diminuisce

D: Non si può affermare nulla

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L'affermazione che una macchina termica deve lavorare in modo ciclico e che alla fine di ogni ciclo si ritrova nelle condizioni iniziali significa che:

A: ΔU = 0

B: L = Q_c/Q_a

C: ΔU - L = 0

D: L = 0

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Una macchina che ha un rendimento dell'80 % compie un lavoro di 100 J; quanto calore assorbe?

A: 180 J

B: 125 J

C: 80 J

D: 20 J

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Una macchina di Carnot opera tra le temperature di 427 °C e 77 °C; qual è il rendimento della macchina?

A: 4,54 %

B: 82 %

C: 18 %

D: 50 %

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Una macchina di Carnot lavora tra le temperature T_c e T_f con un rendimento r; come varia il rendimento se raddoppia T_c?

A: Si può solo affermare che diminuisce

B: Dimezza

C: Si può solo affermare che aumenta

D: Raddoppia

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Una macchina termica ha un rendimento del 25 % e assorbe 2 · 10³ J; qual è la sua potenza se ogni ciclo dura 0,1 s?

A: 25 W

B: 50 W

C: 2,5k W

D: 5 kW

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Il ciclo di un motore a scoppio è formato da quattro trasformazioni; di quali trasformazioni si tratta?

A: Adiabatica - isobara - adiabatica - isobara

B: Adiabatica - isotermica - adiabatica - isotermica

C: Adiabatica - isocora - adiabatica - isocora

D: Isobara - isocora - isobara - isocora

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