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

Termodinamica e onde

20 esercizi

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Fisica

Se indichiamo con M la massa molare di un gas perfetto, con V₀ il volume occupato in condizioni standard da una mole, con N_A il numero di Avogadro. Qual è la giusta proposizione?

A: La densità assoluta del Gas è M/V₀

B: Il numero di molecole presenti in 1 m³ è N_A

C: II numero di molecole presenti in V₀ è M ⋅ N_A

D: La densità assoluta del Gas è V₀/N_A

E: Il volume molare è V₀/N_A

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Fisica

Una macchina termica compie un ciclo di Carnot con i seguenti dati: L > 0 (lavoro fatto verso l'esterno e utile per l'utente), T₁ e T₂ le temperature dei 2 termostati (con T₂ > T₁), Q₁ < 0 e Q₂ > 0 le quantità di calore scambiate con i due termostati.

A: L = Q₂ + Q₁

B: Il rendimento è pari a (T₂ - T₁) / T₁

C: Il ciclo è stato percorso in verso antiorario

D: Q₂ + Q₁ < 0

E: Il rendimento è maggiore di

\frac{T_{1} - T_{2}}{T_{2}}

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Che cosa produce nella gomma per auto la pressione sufficiente per conservare la sua forma anche durante la corsa dell'auto?

A: L'urto delle molecole d'aria contro le pareti interne della gomma

B: L'aumento di volume delle molecole d'aria con la temperatura

C: II surriscaldamento delle gomme

D: Lo spostamento, per forza centrifuga, dell'aria contenuta nella gomma

E: La speciale mescola con cui sono costruite le gomme

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In montagna, ci si abbronza facilmente e rapidamente perché:

A: la componente ultravioletta è maggiore

B: siamo più vicini al sole e quindi l'intensità della luce è maggiore

C: la pressione atmosferica inferiore limita le difese della pelle

D: il ghiaccio e le rocce catalizzano i raggi solari

E: l'energia perduta camminando si trasforma in calore

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Stiamo nuotando immersi sott'acqua sul fondo di una lunga piscina; alziamo gli occhi e vediamo le cose sopra di noi, ma se spingiamo lo sguardo lontano dal punto in cui ci troviamo, notiamo che la superficie acqua-aria si comporta come uno specchio che rimanda le immagini interne alla piscina. Il fenomeno è dovuto:

A: alle proprietà della riflessione totale interna

B: alle proprietà della superficie dell'acqua

C: alle proprietà della superficie dell'acqua quando si aggiunge cloro

D: alla mancanza di luce diretta

E: all'eccessiva illuminazione esterna

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Le molecole che evaporano da una tazza d'acqua ad 80 gradi, sono quelle che:

A: hanno maggiore velocità

B: hanno minore velocità

C: risultano più leggere

D: pesano di più

E: si sono ionizzate per riscaldamento

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Una data quantità di gas perfetto, a partire da uno stato di equilibrio, subisce una trasformazione sino a raggiungere un nuovo stato di equilibrio in cui sia il volume che la temperatura sono il doppio di quelli iniziali. Quale delle seguenti affermazioni è corretta?

A: Nessuna delle altre affermazioni è corretta

B: Dato che il volume è raddoppiato, la pressione finale è la metà di quella iniziale

C: Dato che la temperatura del gas è raddoppiata, la pressione finale è il doppio di quella iniziale

D: Dato che il volume del gas è aumentato, la pressione finale è diminuita, ma sono necessari
ulteriori dati sulla trasformazione per quantificare la diminuzione

E: Dato che la temperatura del gas è aumentata, la pressione finale è aumentata, ma sono necessari
ulteriori dati sulla trasformazione per quantificare l'aumento

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A temperatura costante, se la pressione si dimezza, il volume di un gas perfetto:

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Una mole di gas perfetto, inizialmente nello stato P, V, T (con T misurata in Kelvin), viene portata nello stato P/2, 2V. Qual è la nuova temperatura del gas?

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Due oggetti di uguale massa in contatto termico costituiscono un sistema isolato. La temperatura iniziale dei due oggetti è rispettivamente di t °C e 0 °C; supponendo che non avvengano cambiamenti di stato, qual è la temperatura di equilibrio se il calore specifico dell'oggetto più caldo è 9 volte quello dell'oggetto più freddo?

A: 0,9t °C

B: t °C

C: 0,1t °C

D: 0,5t °C

E: 2t °C

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Una sostanza aeriforme si comporta come un Gas Perfetto se:

A: obbedisce alla legge (pressione) ⋅ (volume) = costante

B: si trova ad alte pressioni e basse temperature

C: si trova al di sotto dell'isoterma critica

D: obbedisce alla legge di Van der Waals

E: ha massa molare inferiore a 40g/mol

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Il primo principio della Termodinamica descrive lo scambio di energia tra il Sistema Termodinamico e l'universo esterno. Le grandezze coinvolte sono: la variazione Δ U dell'energia interna U, il lavoro L fatto dal sistema (positivo se esce energia) e il calore Q scambiato (positivo se entra energia). Una sola affermazione è giusta:

A: Δ U = 0 se la trasformazione è ciclica

B: Q = 0 se la trasformazione è ciclica

C: Δ U = 0 se la trasformazione è adiabatica

Δ U = \frac{Q}{L}

E: U + Q + L = 0

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Un pallone da calcio è racchiuso in un cilindro vuoto e termicamente isolato. Da un foro accidentale l'aria, inizialmente racchiusa nel pallone, fuoriesce e si espande fino ad occupare l'intero volume a disposizione. La temperatura dell'aria è cambiata durante il processo di sgonfiamento?

A: No, perché la sua energia interna non è stata modificata da processi esterni

B: Sì, perché il suo volume è cambiato nell'espansione

C: Sì perché la sua pressione è diminuita nell'espansione

D: No, perché non c'è stato scambio di calore con l'esterno

E: No, perché non c'è stato scambio di lavoro con l'esterno

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Perché esiste il fenomeno della dispersione della luce bianca quando questa attraversa un prisma di vetro?

A: Perché l'indice di rifrazione del mezzo dipende dalla frequenza delle radiazioni elementari incidenti

B: Perché la luce ha velocità costante e molto elevata sia nel vuoto che nei mezzi

C: Perché in un mezzo trasparente la luce non va in linea retta

D: Perché il vetro è un mezzo più denso dell'aria

E: In realtà è un fenomeno dovuto ad una percezione distorta dell'occhio

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Quando si comprime un gas in un cilindro e si vuole allo stesso tempo mantenere costante la sua temperatura:

A: siamo costretti a sottrarre calore al gas raffreddandolo

B: dobbiamo fornire calore al gas riscaldandolo

C: dobbiamo trasferire il massimo di energia possibile al gas

D: dobbiamo trasferire il minimo di energia possibile al gas

E: siamo costretti ad isolare termicamente il cilindro

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Un cilindro contiene gas perfetto mantenuto a temperatura costante T. Se il suo volume viene ridotto lentamente fino a raggiungere la metà del valore iniziale:

A: la pressione esercitata dal gas si raddoppia

B: anche la pressione esercitata dal gas si dimezza

C: la pressione esercitata dal gas resta costante

D: la temperatura interna aumenta

E: la temperatura interna diminuisce

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Il lavoro necessario per comprimere una mole di gas perfetto ben isolato termicamente:

A: non è mai nullo

B: è nullo perché non c'è scambio di calore con l'esterno

C: viene fornito dallo stesso gas

D: non può essere espresso in Joule ma in Pascal

E: non dipende dal valore del volume finale a cui si giunge

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Una certa quantità di gas perfetto subisce, a partire da uno stato di equilibrio, una trasformazione irreversibile generica, sino a un nuovo stato di equilibrio, caratterizzato da un volume doppio rispetto a quello iniziale e da una pressione pari a metà di quella iniziale. Cosa possiamo dire della temperatura nello stato di equilibrio finale?

A: Dato che la temperatura è un parametro di stato e vale la legge dei gas perfetti, la temperatura finale è uguale a quella iniziale

B: Non possiamo dire nulla, perché la trasformazione è irreversibile

C: Dato che il sistema si è espanso, la temperatura finale è sicuramente inferiore a quella iniziale

D: Dato che abbiamo una generica trasformazione irreversibile, la temperatura finale è maggiore di quella iniziale

E: Sarebbe necessario specificare meglio come avviene la trasformazione, uscendo dalla genericità

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A partire da uno stato di equilibrio, una data quantità di gas perfetto compie una serie di trasformazioni, alcune anche irreversibili, sino a raggiungere un nuovo stato di equilibrio, ma senza mai scambiare calore con l'esterno. Si osserva che il volume finale è maggiore del volume iniziale. Quale delle seguenti deduzioni è corretta?

A: Non è possibile determinare univocamente i valori finali di temperatura e pressione

B: La pressione finale è sicuramente uguale a quella iniziale

C: La temperatura finale è sicuramente maggiore di quella iniziale, visto che abbiamo anche
trasformazioni irreversibili

D: Non avendo scambiato calore, la temperatura finale è sicuramente uguale a quella iniziale

E: Non avendo scambiato calore ma avendo anche trasformazioni irreversibili, la temperatura finale
sarà sicuramente maggiore o uguale a quella iniziale

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Una bollicina di gas si sposta verso l'alto dal fondo di un bicchiere di bibita frizzante termicamente in equilibrio. Cosa succede al gas della bollicina quando questa si sposta verso l'alto?

A: La pressione diminuisce ed il volume aumenta

B: La pressione aumenta ed il volume diminuisce

C: La temperatura e la pressione aumentano

D: La temperatura ed il volume aumentano

E: Il volume e la temperatura diminuiscono

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