01-09-2009
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A
X B X C D X E X FX A X B X C X D X E X A X B X C X DXE X FX ES 1 _____________________________________________________________________________
Una mole di fluoro (F2 , PA = 19 g/mol, considerato come gas perfetto) si trova nello stato A: PA =
410 Kpa , VA = 24 l. Subisce due trasformazioni reversibili: tra A e B isocora, poi espansione isobara tra B e C (PC = 146 Kpa, VC = 31 l)
V a) TB = 421 K . isocora ==> Vb=Va isobora ==> Pb=Pc Pb*Vb = nRTb ==> Tb = (Pb*Vb)/nR = 421,6K
F b) Vqm (velocità quadratica media) di F2 in B è 1000 m/s.
PM = PA * 2 = 38g/mol
m = PM / NA = 38g/mol / 6,022 10^23 = 6,31*10^-23
Vqm= (5RTb/M)1/2 =//5 xké gas biatomico = [(5*1,38 * 10^-23JK-1*421K)/6,31*10^-23g]1/2 = 21,45 m/s
m = PA / NA = 19g/mol / 6,022 10^23 = 3,15*10^-23 Vqm = (5RTb/M)1/2 = //5 xké gas biatomico
= [(5*1,38 * 10^-23JK-1*421K)/3,15*10^-23g]1/2 = = 30,36 m/s VF c) La variazione di entropia della trasformazione A B è ....→
ΔSab = nCvln(Tb/Ta) + nRln(Vb/Va) =
= 1 * 5/2 * 8,31 * ln(421/1184) + 1 * 8,31 * 0 = = 21,48ln(Tb/Ta) = |ln(Ta/Tb)|
F d) La variazione di entropia totale della trasformazione reversibile è di 100 J /K.
ΔSbc = nCvln(Ta/Tc) + nRln(Va/Vc) =
= 1 * 5/2 * 8,31 * ln(1184/544) + 1 * 8,31 * ln(0,024/0,031) = 16,15 – 2,12 = 14,02
F e) Se la trasformazione tra A e C fosse irreversibile, la variazione di entropia cambierebbe rispetto al caso attuale.
Per poter calcolare l’entropia è richiesto per l’utilizzo della formula che sia reversibile, inoltre in un sistema l’entropia dipende solamente dallo stato iniziale e dallo stato finale e non dipende dal tipo di trasformazione
F f) In questa trasformazione l'entropia dell'universo è aumentata.
Secondo il 2° principio della termodinamica l’entropia dell’universo rimane costante se siamo in presenza di una trasformazione reversibile, oppure aumenta se siamo in presenza di una
trasformazione irreversibile, dato che siamo in presenza di una trasformazione reversibile l’entropia rimane costante.
Es 2
Una sorgente di luce puntiforme viene posta di fronte a uno specchio sferico concavo (ottenuto
sezionando una sfera di raggio 1,5 m) ad una distanza di 2,5 m dal vertice dello specchio.
V a) La luce proveniente dalla sorgente e che colpisce lo specchio vine concentrata ad una
distanza di circa 1 m da questo.
1/p + 1/q = 1/f 1/q = 1/f – 1/p 1/q = (p-f)/pf
q = 1,875/(2,5 – 0.75) = 1,07
F b) L'immagine della sorgente è virtuale.
p > f → reale
F c) Il fuoco di questo sistema dista 1,5 m dallo specchio.
f = R/2
F d) Se la sorgente fosse posta nel fuoco, la luce da essa proveniente, sarebbe concentrata sulla sorgente stessa.
1/p = 1/f → 1/f + 1/q = 1/f → q = infinito
F
e) Se al posto della sorgente si fosse posto di fronte allo specchio un oggetto illuminato alto 5cm, la sua immagine sarebbe stata alta 2,5 cm.
M = -q/p = -0,4 M*h = -2cm Es 3 01-09-2009
____ Si consideri un sistema ottico costituito da 4 polarizzatori ideali ruotati ciascuno di un angolo di 30°
in senso orario rispetto al precedente.
Sul primo incide una luce non polarizzata di intensità I0 = 500 W / m2 .
V a) La luce uscente dal sistema di polarizzatori è polarizzata lungo l'asse dell'ultimo polarizzatore.
Si può affermare che la definizione è vera poiché il polarizzatore trasmette il segnale della luce selettivamente, avendo il piano di polarizzazione parallelo al proprio asse di trasmissione
F b) L'intensità della luce uscente dal sistema di polarizzatori non cambia se vengono eliminati i polarizzatori intermedi.
I = I0 cos^2 θ
se elimino due intermedi θ = 90
F c) La lunghezza d'onda della luce passante dal sistema di polarizzatori sarà diversa da quella incidente.
La polarizzazione non ha influenza sulla lunghezza d’onda, incide solamente sull’intensità
F d) L'intensità della luce uscente dall'ultimo polarizzatore è circa 105 W / m2 .
I1 = I0 cos^2 0 I2= I1 cos^2 30 I3 = I2 cos^2 30
I4 = I3 cos^2 30 = 210, 93
V e) Un sistema composto da molti polarizzatori ruotati tra loro di un piccolo angolo potrebbe essere utilizzato per ruotare il piano di polarizzazione della luce polarizzata linearmente con una minima perdita di intensità.
