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LICEO SCIENTIFICO Via Legnano, 2 – 63018 Porto Sant’Elpidio VERIFICA SCRITTA DI FISICA 1. Il gas racchiuso in un cilindro di base 20 cm

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Academic year: 2021

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LICEO SCIENTIFICO

Via Legnano, 2 – 63018 Porto Sant’Elpidio

VERIFICA SCRITTA DI FISICA

1. Il gas racchiuso in un cilindro di base 20 cm

2

si espande a pressione atmo- sferica (101 kP a) sollevando il pistone di 3.5 cm.

Calcola il lavoro compiuto dal gas.

2. Un gas perfetto, composto da 2.05 · 10

23

molecole formate da un solo ato- mo, ` e contenuto in un cilindro munito di un pistone mobile. Durante una trasformazione, il gas assorbe calore per 211.8 J e compie 98.4 J di lavoro.

Calcola la variazione di temperatura del gas al termine della trasforma- zione (k

B

= 1.38 · 10

−23

J/K).

3. A 12 moli di un gas ideale monoatomico vengono somministrati 700 J di calore a volume costante.

Qual ` e la variazione di temperatura?

4. Una macchina termica lavora tra le due temperature T

c

= 2.1 · 10

3

K e T

f

= 400 K. Per compiere un lavoro di 5.5 kJ , la macchina deve assorbire calore per un totale di 10 kJ .

(a) Calcola il massimo rendimento teorico della macchina.

(b) Calcola il rendimento reale della macchina.

(c) Calcola quanto lavoro potrebbe essere compiuto dalla macchina, con la stessa quantit` a di calore assorbito, se il suo rendimento fosse quello massimo possibile.

5. L’energia sviluppata dalla combustione completa di 1.0 kg di benzina ` e di circa 1.9 · 10

4

kcal. Se un motore automobilistico a benzina ha un rendimento del 25% quanto lavoro, al massimo, cio` e anche ipotizzando una combustione completa del carburante, potrebbe compiere con un litro di benzina (densit` a: 0.70 g/cm

3

)?

6. Una macchina termica reversibile lavora fra due serbatoi rispettivamente alle temperature di 100 K e 10 K. Il lavoro prodotto da 100 cicli serve per sollevare un secchio da 5.0 L pieno d’acqua da un pozzo profondo 30 m.

Calcola per ogni singolo ciclo, il lavoro fatto dalla macchina e il calore prelevato dal serbatoio pi` u caldo.

7. Una macchina termica pu` o lavorare tra una sorgente calda a temperatura T

c

= 100

◦

C ed una sorgente fredda a temperatura T

f

= 0

◦

C, costituita da una massa m = 20.0 kg di ghiaccio a 0

◦

C. Utilizzando la sorgente fredda fino a che tutto il ghiaccio ` e fuso, calcola il massimo lavoro ottenibile da una macchina del tipo descritto (il calore latente di fusione del ghiaccio ` e L

f

= 80 cal/g).

esercizio n. 1 2 3 4 5 6 7

punti 7 7 7 6 7 8 8

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