22-09-2009
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A
B C D E F A B C D E F A X B C X D E FX Es 1
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In un comune motore a scoppio a benzina di un automobile la miscela aria-benzina di un automobile, che costituisce il fluido di lavoro, compie un ciclo otto.
Supponendo questo ciclo reversibile e approssimando il fluido a un gas perfetto, esso può essere rappresentato nel diagramma p-V con:
1) compressione adiabatica;
2) compressione isocora;
3) espansione adiabatica;
4) espansione isocora.
Il rendimento è η = 1-1/r(γ-1) con r = parametro geometrico della camera di combustione, mentre
γ = Cp/Cv.
VF a) E' possibile diminuire il consumo aumentando r.
VF b) Supponendo il rendimento pari al 55% allora r deve essere circa 10 (fluido aria composto da N2 e O2).
VF c) Se invece dell'aria si utilizzasse come fluido di lavoro Ar il rendimento del motore rimarrebbe invariato.
VF d) Nell'ipotesi del punto b), si supponga che il motore sviluppi una potenza di 70KW;
ipotizzando per la benzina un potere calorico di circa 7660Kcal/l allora il consumo medio di carburante del motore alla potenza massima è pari a circa 14,3l/h.
VF e) La variazione massima dell'entropia dell'universo è diversa da zero.
VF f) La variazione dell'entropia dell'ambiente, dopo un ciclo, cambierebbe rispetto al caso in esame nel caso di trasformazioni ideali (ero convinto ci fosse scritto reali. Qualcuno se lo ricorda???)
Es 2
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Una mole di N2 (T=67°C) ed un cubetto di ghiaccio di massa 2g (T=0°C)
permangono all’interno di un recipiente chiuso avente pareti adiabatiche (NB:l’N2 è approssimabile ad un gas ideale; Lf(acqua)=335 KJ/Kg; c(acqua)=4.180 KJ/Kg*K;
c(tè)=4190 J/Kg*°C).Nel suddetto sistema accade quindi che:
VF a)Il ghiaccio ceda calore al gas fino al raggiungimento dell’equilibrio termico.
VF b)La temperatura del sistema,raggiunto l’equilibrio termico,è di circa 25°C.
VF c)Il calore totale scambiato durante le varie trasformazioni ammonta a circa 700 J.
VF d)L’entropia del gas diminuisce (rispetto al valore iniziale) e quella del ghiaccio aumenta.
VF e)La variazione totale d’entropia del sistema,all’equilibrio,è maggiore di 1 J/K.
VF f)Qualora idealmente sostituissimo 2g di tè caldo al posto dell’N2 presente nel sistema,la massa di ghiaccio restante sarebbe di circa 0.3g.
Es 3
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Un fascio monocromatico con v =5,5 * 10^14 incide perpendicolarmente su un prisma rettangolare con indice di rifrazione n =2,7.
F a) λ = 0,54μm dentro al prisma
λfuori = c/v = 0,545μm λ dentro = λfuori / n = 0,26μm VF b) θC = 28° 26'
V c) Se non fosse un fascio monocromatico la luce verrebbe scomposta nelle varie componenti se la luce incidente non è monocromatica ma bianca, viene scomposta nelle sue componenti principali (rosso, giallo, arancio...)
VF d) se il prisma fosse immerso in acqua (n=1,3) si avrebbe riflessione totale
F e) se il prisma fosse immerso in acqua (o era altro materiale????mah) (n=2,1) il raggio verrebbedeviato
poiché gli indici di rifrazione sono gli stessi è come se non ci fosse alcuna superficie di separazione.
