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Fisica

Il primo principio della termodinamica stabilisce che la variazione di energia interna ΔU di un sistema è data da ΔU = Q - L. Sia Q sia L possono essere positivi o negativi. In quali condizioni sappiamo che Q ed L sono entrambi positivi?
A: Quando il sistema perde calore ed esegue lavoro.
B: Quando il sistema riceve calore ed esegue lavoro.
C: Quando il sistema riceve calore e riceve lavoro.
D: Quando il sistema perde calore e riceve lavoro.
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Durante una corsa, un atleta ha sviluppato un lavoro di 5,2 x 105 J e perduto calore per  4,1 x 105 J.
Come è cambiata la sua energia interna? Includi nella risposta il segno corretto.

ΔU = ________ x 105 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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Nel disegno vedi un grafico volume-pressione per un gas che subisce una compressione. Che cosa rappresenta un numero positivo uguale all'area sotto la curva?
A: Rappresenta il calore ceduto dal gas.
B: Rappresenta il lavoro fatto dal gas.
C: Rappresenta il calore ricevuto dal gas.
D: Rappresenta il lavoro fatto sul gas.
E: Rappresenta la variazione di energia interna del gas.
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Il disegno mostra l'espansione di tre gas ideali. Metti i gas in ordine decrescente in base al lavoro compiuto.
A: A, B, C.
B: A e B (a pari merito), C.
C: B e C (a pari merito), A.
D: C, A, B.
E: B, C, A.
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Un gas si espande secondo il grafico volume-pressione mostrato nel disegno. Qual è il lavoro L compiuto dal gas nella trasformazione da A a B?
Includi nella risposta il segno corretto.

L = ________ x 105 J

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Il grafico volume-pressione mostra tre percorsi nei quali un gas può espandersi da uno stato iniziale A a uno stato finale B. Metti i percorsi in ordine decrescente per quantità di calore Q assorbito dal gas.
A: 3, 1, 2.
B: 1, 2, 3.
C: 2, 1, 3.
D: 1, 3, 2.
E: 3, 2, 1.
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Il grafico volume-pressione mostra un processo nel quale un gas passa dallo stato A allo stato B. L'energia interna del gas nei due punti è UA = 3,6 x 105 J e UB = 5,6 x 105 J.
Quanto vale il calore Q trasferito al gas durante la trasformazione?
A: 1,5 x 105 J.
B: 3,5 x 105 J.
C: 10,7 x 105 J.
D: 2,0 x 105 J.
E: 0,5 x 105 J.
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Un gas ideale monoatomico si espande dallo stato A allo stato B, come illustra il grafico. Che cosa si può dire della trasformazione?
A: Il primo principio della termodinamica non si applica alle trasformazioni isoterme.
B: Nelle trasformazioni isoterme non vale la legge dei gas ideali.
C: L'energia interna del gas non cambia.
D: Il gas non cede né assorbe alcun calore.
E: Il gas non compie lavoro.
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Cinque moli di un gas ideale sono compresse isotermicamente dallo stato A allo stato B, come illustra il grafico. Qual è il lavoro che ne deriva, se la temperatura del gas è 315 K. Includi nella risposta il segno corretto.

L = ________ x 104 J.

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Un gas ideale monoatomico è termicamente isolato, cioè non può scambiare calore con l'ambiente. E' possibile far alzare la temperatura del gas?
A: Sì. La temperatura può alzarsi se un lavoro è compiuto dal gas.
B: Sì. La temperatura può alzarsi se si compie lavoro sul gas.
C: No. Il solo modo in cui la temperatura può crescere è con la cessione al gas di un quantità di calore.
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Partendo da una temperatura di 320 K, sei moli di un gas ideale monoatomico sono compresse adiabaticamente finché la temperatura non raggiunge i 480 K. Quant'è il lavoro compiuto dal gas?
A: +1,2 x 104 J.
B: +3,4 x 104 J.
C: -1,2 x 104 J (il lavoro è compiuto sul gas).
D: -6,0 x 104 J (il lavoro è compiuto sul gas).
E: -2,0 x 104 J (il lavoro è compiuto sul gas).
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Una certa quantità Q di calore è fornita a un gas ideale per alzare la sua temperatura. Il calore può essere fornito mantenendo costante il volume del gas, oppure lasciando espandere il gas liberamente a pressione costante. Quale dei due metodi assicura la maggiore variazione di temperatura?
A: Il metodo del volume costante.
B: Il metodo della pressione costante.
C: Entrambi i metodi portano alla stessa variazione di temperatura.
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Un gas monoatomico perfetto ha inizialmente i valori di pressione e volume pi e Vi. Dopo una trasformazione adiabatica, il gas giunge a un volume finale Vf che è un quarto di Vi.
Quanto vale il rapporto tra la pressione finale pf e quella iniziale pi?

pf / pi = ________

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Una macchina termica prende il calore QC da una sorgente calda e usa parte dell'energia per compiere un lavoro L. Assumendo che QC non possa essere cambiato, in che modo si deve operare sulle altre grandezze per aumentare il rendimento?
A: Aumentando il lavoro L. Di conseguenza diminuirà il calore QF ceduto alla sorgente fredda.
B: Riducendo il lavoro L e lasciando invariato il calore QF ceduto alla sorgente fredda.
C: Aumentando il lavoro L. Di conseguenza aumenterà il calore QF ceduto alla sorgente fredda.
D: Aumentando il lavoro L e lasciando invariato il calore QF ceduto alla sorgente fredda.
E: Riducendo il lavoro L. Di conseguenza diminuirà il calore QF ceduto alla sorgente fredda.
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Una macchina termica prende il calore QC da una sorgente calda, compie un lavoro L e cede il restante QF a una sorgente fredda. Se QC e QF raddoppiano, che cosa accade al rendimento del motore?
A: I dati non sono sufficienti a determinare la risposta.
B: Il rendimento aumenta.
C: Il rendimento non cambia.
D: Il rendimento diminuisce.
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Le tre macchine di Carnot che sono illustrate nel disegno operano tutte tra due sorgenti di calore con temperature separate di 100 K. Metti le tre macchine in ordine decrescente per rendimento.
A: B, A, C.
B: C, B, A.
C: A, B, C.
D: Tutte e tre le macchine hanno lo stesso rendimento.
E: C, A, B.
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Un frigorifero impiega un lavoro di L = 100 J per rimuovere un calore di QF = 700 J dal suo interno. Quanto vale il calore QC rilasciato nella stanza che ospita il frigorifero? E quanto vale il coefficiente di prestazione (COP)?
A: QC = 800 J,  COP = 1/7.
B: QC = 500 J,  COP = 4.
C: QC = 800 J,  COP = 7.
D: QC = 800 J,  COP = 8.
E: QC = 600 J,  COP = 4.
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Il calore del Sole è trasmesso alla Terra per mezzo delle onde elettromagnetiche. Durante il trasferimento di questo calore, che cosa si può dire dell'entropia del Sole, della Terra e del sistema Sole-Terra?
A: Le entropie del Sole e del sistema Sole-Terra decrescono, quella della Terra cresce.
B: L'entropia del Sole cresce, quelle della Terra e del sistema Sole-Terra decrescono.
C: Tutte e tre le entropie crescono.
D: L'entropia del Sole decresce, quella della Terra e del sistema Sole-Terra crescono.
E: Le entropie del Sole e del sistema Sole-Terra crescono, quella della Terra decresce.
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600 J di calore vengono forniti a un gas la cui temperatura iniziale è 300 K. Se il gas si espande con una trasformazione isoterma, quant'è la variazione ΔS di entropia del gas?
A: ΔS = - 2 J/K.
B: ΔS = + 2 J/K.
C: ΔS = + 0,5 J/K.
D: L'entropia del gas non cambia.
E: ΔS = - 0,5 J/K.
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Una macchina di Carnot che opera tra sorgenti calde e fredde di temperature rispettivamente 800,0 K e 400,0 K, compie una certa quantità di lavoro L1. Quindi la temperatura della sorgente fredda è abbassata a 200,0 K (come nel disegno) e si ricava dalla macchina un lavoro L2. Assumendo che il calore in ingresso QC sia lo stesso nei due casi, quanto vale il rapporto L2/L1?

L2/L1 = ________

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