Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Termodinamica Trasformazioni termodinamiche Trasformazioni adiabatiche

Il primo princìpio della termodinamica

20 esercizi

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Fisica

Gli scambi di energia tra sistemi fisici avvengono attraverso il passaggio di:

A: energia cinetica e lavoro.

B: energia potenziale e calore.

C: massa e temperatura.

D: calore e lavoro.

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Fisica

La termodinamica studia le leggi che regolano lo scambio di energia tra:

A: gas perfetti.

B: gas perfetti e reali.

C: gas e liquidi.

D: qualsiasi sostanza in qualunque stato di aggregazione.

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Fisica

L'energia interna di un sistema fisico:

A: è una grandezza fisica.

B: è una funzione di stato e come tale dipende solo dalle grandezze termodinamiche che descrivono lo stato.

C: è una grandezza fisica che dipende dalla trasformazione termodinamica eseguita.

D: è una funzione che esiste solo nei punti iniziali e finali di una trasformazione.

Vero o falso

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Fisica

Quale delle seguenti grandezze non concorre a definire lo stato termodinamico di un gas formato da n moli?

A: Temperatura.

B: Massa.

C: Pressione.

D: Volume.

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Fisica

Quale delle seguenti grandezze è una grandezza intensiva?

A: Massa.

B: Temperatura.

C: Energia interna.

D: Volume.

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Fisica

Il principio zero della termodinamica ha questo nome perché:

A: non ha l'importanza degli altri principi.

B: è il principio basilare che definisce il procedimento operativo per confrontare le temperature di sistemi fisici.

C: è un principio più di carattere dinamico che termodinamico.

D: è un principio che viene mantenuto per ragioni storiche, benché sia compreso negli altri principi.

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Tutte le trasformazioni ________ possono essere approssimate con un grandissimo numero di trasformazioni ideali nelle quali si passa per stati di equilibrio. Tra queste esistono alcune trasformazioni ________ di particolare interesse: sono le trasformazioni isòbare, in cui la ________ del sistema rimane costante; le trasformazioni ________, in cui il volume del sistema rimane costante; le trasformazioni isoterme, in cui la ________ rimane costante; le trasformazioni ________ in cui non c'è scambio di calore con l'esterno.

Posizionamento

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Fisica

Il processo che avviene in una pentola a pressione, nella fase iniziale (appena si accende il fornello) può essere considerato come una trasformazione:

A: isòbara.

B: isoterma.

C: isocòra.

D: adiabatica.

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Vogliamo innalzare di 2 K la temperatura di un gas monoatomico: perché il calore specifico a volume costante è minore del calore specifico a pressione costante?

A: Perché un gas monoatomico compie sempre lavoro nullo.

B: Perché in una trasformazione a pressione costante non vi è scambio di calore con l'esterno.

C: Perché in una trasformazione a volume costante non vi è scambio di calore con l'esterno.

D: Perché quando il calore è fornito a pressione costante il gas si espande e compie un lavoro, mentre a volume costante il lavoro compiuto è nullo.

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Al termine di una trasformazione ciclica:

A: il lavoro compiuto dal sistema è uguale a zero.

B: il calore scambiato dal sistema è uguale a zero.

C: la variazione di energia interna del sistema è nulla.

D: la variazione di energia interna del sistema è uguale al lavoro.

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Un gas perfetto esegue una trasformazione ciclica costituita da due isòbare (trasformazioni 1 e 3)a p₁ = 2,00 atm e p₃ = 1,00 atm e due isocòre (trasformazioni 2 e 4) con V₂ = 2,00 L e V₄ = 4,00 L. Calcola il lavoro totale eseguito.

W = ________ J

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

Completamento aperto

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Il lavoro totale compiuto da un gas perfetto che esegue una trasformazione ciclica costituita da due isòbare (trasformazioni 1 e 3)a p₁ = 2,00 atm e p₃ = 1,00 atm e due isocòre (trasformazioni 2 e 4) con V₂ = 2,00 L e V₄ = 4,00 L è W = 202 J. Quanto calore netto viene assorbito dal gas?

Q = ________ J

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

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Il primo principio della termodinamica è:

A: un caso particolare del principio di conservazione dell'energia in cui ci sono solo scambi di calore.

B: un modo alternativo di indicare il principio di conservazione dell'energia meccanica.

C: una generalizzazione del principio di conservazione dell'energia meccanica.

D: totalmente indipendente dal principio di conservazione dell'energia.

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Una mole di gas perfetto alla temperatura di 20° C subisce una trasformazione isoterma in cui il volume si dimezza. Qual è il lavoro compiuto al termine della trasformazione?

A: 1689 J

B: 115 J

C: -1689 J

D: -115 J

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Considera una mole di gas perfetto alla temperatura di 20° C. Per mantenere la temperatura costante e dimezzare il volume:

A: bisogna fornire dall'esterno una quantità sconosciuta di calore.

B: bisogna fornire dall'esterno 1688 J.

C: il sistema cede all'esterno una quantità di calore sconosciuta.

D: il sistema cede all'esterno calore per 1688 J.

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Per una trasformazione adiabatica vale la seguente relazione:

A: pV = costante.

B: TV = costante.

C: pV = T.

D: pV^$γ$ = costante.

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Un gas perfetto è soggetto a una trasformazione che ne aumenta il volume. A parità di variazione di volume, il grafico di una trasformazione adiabatica:

A: cresce più velocemente di quello di una trasformazione isoterma.

B: è simile a quello di un isoterma.

C: decresce più lentamente di quello di un'isoterma.

D: decresce più rapidamente di quello di un isoterma.

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Il primo principio della termodinamica è espresso dalla relazione:

A: ΔU = Q

B: Q = W

C: ΔU = -W

D: Q = ΔU + W

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La compressione che avviene in un motore diesel può essere considerata, con buona approssimazione, una trasformazione adiabatica. Il gas (aria, γ = 1,4) nel cilindro viene compresso fino a occupare 1/20 del volume iniziale. La pressione iniziale vale 2 atm e la temperatura iniziale è pari a 20° C. Quanto vale la temperatura dopo la compressione?

T_fin = ________ °C

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

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Fisica

In quale trasformazione il lavoro compiuto viene completamente trasformato in energia interna?

A: Isòbara.

B: Isocòra.

C: Isoterma.

D: Adiabatica.

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