Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Temperatura Gas perfetto Equazione di stato del gas perfetto

Le leggi dei gas e la teoria cinetica

20 esercizi

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Fisica

Tutte le affermazioni seguenti tranne una sono vere. Quale è falsa?

A: Un numero di Avogadro di molecole di una sostanza pura e una mole della sostanza hanno la stessa massa.

B: Dieci grammi di una sostanza pura contengono lo stesso numero di molecole, qualsiasi sia la sostanza.

C: Dieci grammi di una sostanza pura contengono il doppio delle molecole di cinque grammi della stessa sostanza.

D: Un numero di grammi di una sostanza pura uguale alla massa molecolare (in unità di massa atomica) contiene lo stesso numero di molecole, indipendentemente dal tipo di sostanza.

E: Una mole di qualsiasi sostanza contiene lo stesso numero di molecole.

Scelta multipla

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Fisica

Completa la definizione di mole.
Una mole di una ________ contiene un ________ di particelle (atomi o molecole) uguale al numero di ________ contenuti in 12 ________ dell'isotopo ________ del carbonio.

Posizionamento

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Fisica

Completa la legge di Boyle.
Quando il ________ e la ________ di un gas perfetto non cambiano, il ________ della ________ per il ________ è ________.

Posizionamento

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Fisica

Completa la prima legge di Gay-Lussac.

In un gas mantenuto a pressione costante risulta: V_T = V₀ (________ + α ________)
dove V_T e V₀ sono rispettivamente il volume del gas alla temperatura T e 0 ________, mentre α è il coefficiente di espansione ________ del gas.

Posizionamento

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Fisica

Completa la seconda legge di Gay-Lussac.
La pressione di un gas mantenuto a ________ costante varia ________ con la ________.

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Fisica

Una miscela di alcol etilico (massa molecolare = 46,1 u) e acqua (massa molecolare = 18,0 u) contiene una mole di molecole. La miscela contiene 20,0 g di alcol etilico.
Quanto vale la massa m di acqua nella miscela? Esprimi il risultato con tre cifre significative (es., 12,3 o 1230).

m = ________ g

Completamento aperto

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Fisica

Stabilisci quali delle seguenti affermazioni sono vere e quali false.

A: La diffusione è il processo per il quale le molecole si spostano da una zona a minore concentrazione in un'altra
a concentrazione maggiore.

B: La rapidità della diffusione nei liquidi è generalmente minore di quella nei gas e ancora più piccola è quella nei solidi.

C: La diffusione avviene solo nei fluidi.

D: Il mezzo in cui avviene la diffusione è detto soluto, mentre la sostanza che si diffonde è detta solvente.

E: Durante il fenomeno della diffusione, il cammino libero medio di una molecola è inversamente proporzionale al numero di molecole per unità di volume.

Vero o falso

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Per un gas ideale ognuna delle seguenti trasformazioni porta immancabilmente a un aumento di pressione, tranne una. Quale?

A: Aumento di temperatura, volume e numero di moli del gas.

B: Aumento di temperatura e diminuzione del volume, mantenendo costante il numero di moli del gas.

C: Aumento del numero di moli, mantenendo costanti la temperatura e il volume.

D: Diminuzione del volume, mantenendo costanti la temperatura e il numero di moli del gas.

E: Aumento di temperatura, mantenendo costanti il volume e il numero di moli del gas.

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Completa la condizione per l'approssimazione di gas perfetto.
Un gas reale si comporta come un gas perfetto se la sua ________ è tanto bassa da non avere alcuna ________ tra le sue ________, con la sola esclusione degli ________.

Posizionamento

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Un campione di elio è inizialmente a 47 °C. Dopo una trasformazione, lo ritroviamo con una pressione e un volume dimezzati e con una nuova temperatura. Quanto vale questa temperatura? Tratta l'elio come un gas perfetto monoatomico.

A: 193 K

B: -273°C

C: -193°C

D: 12°C

E: -12 K

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Fisica

Il cilindro del disegno contiene 3,00 mol di un gas ideale. Muovendo il pistone, il volume del gas è ridotto a un quarto del suo valore iniziale, mentre la temperatura è mantenuta costante.
Quant'è il numero di moli Δn del gas che deve essere rilasciato dal cilindro per mantenere la pressione allo stesso livello? Esprimi il risultato con tre cifre significative (es., 12,3 o 1230).

Δn = ________ mol

Completamento aperto

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Fisica

A 0°C e alla pressione di 1,01 &middot 10⁵ Pa, il monossido di carbonio è un gas. E' un gas biatomico la cui molecola consiste in un atomo di carbonio (massa atomica 12,0 u) e un atomo d'ossigeno (massa atomica 16,0 u).
Assumendo che il monossido di carbonio sia un gas ideale, calcolane la densità ρ. Esprimi il risultato con tre cifre significative (es., 12,3 o 1230).

ρ = ________ kg/m³

Completamento aperto

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Una mole di gas perfetto monoatomico è alla temperatura di 80 °C. Qual è la sua energia interna?
U= ________ · 10³ J

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Fisica

Se la velocità di ogni atomo di un gas ideale monoatomico fosse raddoppiata, per quale fattore risulterebbe moltiplicata la temperatura Kelvin del gas?

A: 1/2

B: 2

C: 1/4

D: 4

E: 1

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Fisica

La massa atomica dell'azoto (N) è 14,0 u, mentre la massa atomica dell'ossigeno (O) è 16,0 u. Tre gas biatomici, azoto (N₂), ossigeno (O₂) e ossido nitrico (NO), hanno la stessa temperatura. Metti i tre gas in ordine crescente per velocità quadratica media (moto di traslazione).

A: N₂, O₂, NO.

B: NO, N₂, O₂.

C: N₂, NO, O₂.

D: O₂, NO, N₂.

E: O₂, N₂, NO.

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Fisica

Un'ampolla contiene idrogeno molecolare (H₂) alla temperatura di 22,5°C. Calcola la velocità quadratica media v_qm delle molecole del gas. Esprimi il risultato con tre cifre significative (es., 12,3 o 1230).

v_qm = ________ m/s

Completamento aperto

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Fisica

Un recipiente A contiene una mole di gas perfetto monoatomico alla temperatura di 300 K, mentre il recipiente B contiene 4 moli dello stesso gas alla stessa temperatura. Qual è il legame tra l'energia cinetica media delle molecole in A e l'energia cinetica media delle molecole in B?

A: Le molecole in A hanno un'energia cinetica media che è un quarto di quella che hanno le molecole in B.

B: Le molecole in A hanno un'energia cinetica media che è la metà di quella che hanno le molecole in B.

C: Le molecole in A hanno la stessa energia cinetica media che hanno le molecole in B.

D: Non si hanno dati sufficienti per conoscere il legame tra le due energie cinetiche medie.

E: Le molecole in B hanno un'energia cinetica media che è un quarto di quella che hanno le molecole in A.

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Fisica

Mentre la pressione di un gas monoatomico ideale viene raddoppiata, il volume è dimezzato. Per quale fattore risulta moltiplicata l'energia interna del gas?

A: 4

B: 1/2

C: 2

D: 1/4

E: 1

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Fisica

Un contenitore di 6 m³ di volume contiene una certa massa di gas alla temperatura di 150 K e alla pressione di 4,0 &middot 10⁶ Pa. Il gas, che può essere trattato come gas perfetto, viene riscaldato fino a 300 K mentre la pressione viene dimezzata. Quanto vale il volume finale del contenitore?
V= ________ m³

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Fisica

Un gas racchiuso ermeticamente in un cilindro viene riscaldato tramite un fornello. L'aumento di temperatura produrrà nel gas:

A: nulla.

B: una diminuzione dell'energia cinetica media delle sue molecole.

C: uno spostamento delle molecole verso la parte più vicina alla fonte di calore.

D: una diminuzione della velocità delle sue molecole.

E: un aumento dell'energia cinetica media delle sue molecole.

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