28-06-2010
1 2 3
A
B XC C X D X E X F X A B C D E A X B X C X DXE X
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Una pompa di calore, contenente 2 moli di elio( considerato come gas perfetto) viene fatta lavorare tra le temperature T1=600K e T2=300K come una macchina di carnot.Quando la macchina inizia a funzionareil gas occupa il volume Va=10 l. Si sa inoltre che vc= 80 l
V a) la pressione del punto C è circa 62 Kpa
V b) Il calore assorbito durante il passaggio da A a B è uguale al lavoro svolto dal gas nel passaggio da A a B.
Dunque la risposta è vera perché l’espansione ISOTERMA significa che la temperatura è costante, di conseguenza dalla prima legge della termodinamica ∆U= Q-W
∆U = 0 , dunque Q = W
La formula da applicare è: W = m R T1 ln (Vf/Vi) = Q VF c) Il volume del punto B è circa 28 l
Qui devi sapere dalla premessa fatta prima, come funziona il ciclo di Carnot:
Nel punto B ci troviamo in una espansione ADIABATICA.
Devi applicare la formula: TbVby-1 = TcVc y-1 Dove y-1 = Cp / Cv =
Vb = radY-1( Tc Vc y-1 / Tb ) =
F d) Il rendimento di questa macchina di Carnot è del 50%
Dalla formula il rendimento = 1- T2 / T1
VF e)Il calore assorbito durante il primo passaggio del ciclo ( espansione isoterma da A a B) è di circa 3350 J.
Facendo riferimento al grafico di Carnot, L’espansione isoterma riguarda lo stadio AB Come dicevamo nella prima domanda, visto che il processo è a T= costante
Q = W = m R T1 ln (Vb/Va)
F f) Se al posto dell’elio si usasse l’argon, il rendimento della macchina diminuirebbe
Falso perché il rendimento di un ciclo reversibile come questo di Carnot non dipende dal gas utilizzato ma dalle due temperatura su cui lavora la macchina termica.
Es2
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Un oggetto alto 2 cm, posto a 10 cm di fronte ad uno specchio produce un’immagine diritta alta 4 cm
V
a)Lo specchio non può essere grano(piano)F
b)L’immagine si trova a 5 cm dal vertice dello specchioV c)la specchio è concavo con R=40 cm
F
d)L’immagine dell’oggetto è reale.F
e)Se l’oggetto si avvicina allo specchio a velocità costante, altrettanto farà anche l’immagine.VF f) Lo specchio è sempre privo dell’aberrazioen cromatica
EX3 28-06-2010
Un prisma di vetro, che ha sezione di triangolo equilatero, è investito da un fascio di luce che incide perpendicolarmente ad una delle sue facce. Tutta l'intensità
incidente fuoriesce da un altra faccia del prisma propagandosi in una direzione che forma 120° con la direzione di incidenza.
F a
)L'indice di rifrazione del vetro deve essere maggiore di 1,15L'indice di rifrazione del vetro è maggiore di 1,15 ma dipende dalla lunghezza d'onda della luce impiegata. In questo caso essendo l'angolo di incidenza perpendicolare alla faccia del prisma, forma un angolo nullo con la normale, quindi Θ1=Θ2= 0 indipendentemente dagli indici di rifrazione.
V b)
se la luce incidente è bianca verrà scomposta nelle sue componenti monocromatiche.se la luce incidente sulla faccia del prisma a è bianca, verrà scomposta nei colori: rosso, arancio, giallo, verde, blu e violetto.
V c)la velocità delle onde elettromagnetiche nel prisma sarà in ogni caso inferiore a c.
c = 3*10^8 n = indice rifrazione, c = vel luce, v = vel nel mezzo.
n = c / v v = c / n dato che n>1 allora→ → → v < c
F
d)il fascio di luce emergente dal prisma è totalmente polarizzato.Raggio rifratto è sempre parzialmente polarizzato. Il raggio riflesso è parzialmente
polarizzato a tutti gli angoli salvo nel caso in cui l'angolo coincide con l'angolo di polarizzazione Θp.
Tg Θp = n2/n1 = 45? diverso da Θi→
F
e)da una faccia del prisma emergerà un onda evanescente.Secondo la legge di Snell nel caso in cui l'angolo di incidenza supera l'angolo critico che è di 90° si ha il fenomeno di riflessione totale. Si viene a formare nel mezzo un onda evanescente con vettore di fase parallelo alla superficie di separazione. In questo caso essendo il fascio di luce perpendicolare alla faccia del prisma non si viene a formare nessuna onda evanescente.
