Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2014/15. Prova Scritta del 16/11/ NOME matricola:

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1 Corso d Laurea n Scenze Ambental Corso d Fsca Generale II a.a. 2014/15 Prova Scrtta del 16/11/ NOME matrcola: 1) Un clndro contene 2 mol d gas deale alla temperatura d 340 K. Se l gas vene compresso sotermcamente da un volume nzale d 0.6 m 3 no ad un volume nale d 0.4 m 3, determnare la quanttà d calore che deve essere sottratta al gas per mantenere nvarata la sua temperatura. Se nvece le paret del clndro sono perettamente solant, e a partà d lavoro eseguto, la temperatura del gas vara? Se s, d quanto? Soluzone Per rsolvere l problema occorre partre dal I Prncpo della termodnamca, a seguto della trasormazone s avrà: E = Q - L Q = E + L In un gas peretto, a seguto d una trasormazone: E = 3/2 nrt Se la temperatura non camba evdentemente E = 0 e qund Q = L. Basta qund calcolare l lavoro computo dal gas che sarà dato da: L pd nrt d nrt ln Eseguendo calcol s ottene L ~ J e qund Q ~ kj. Se nvece l gas non è n grado d scambare calore ed l lavoro eseguto è lo stesso, allora, utlzzando ancora l I Prncpo: E = - L T = - L/(3/2 nr) ~ + 92 K

2 2) Una barretta metallca lunga l =0.4 m e con una massa m = 0.3 kg è appesa n poszone orzzontale tramte due l nestensbl. Un campo magnetco B = 0.4 T orma un angolo retto con la barretta. Se la barretta è attraversata da una corrente elettrca contnua, determnare: a) l verso n cu deve scorrere la corrente elettrca anchè la barretta s possa sollevare n unzone del verso del campo B b) l ntenstà della stessa corrente c) l ntenstà della corrente se la lunghezza della barretta s dmezza ed l modulo d B raddoppa. Soluzone a) Quando la barretta è percorso dalla corrente elettrca l campo magnetco esercta su d essa una orza, data da F = lb che s somma vettoralmente alla orza peso, P = mg, dretta ovvamente verso l basso. Con dat del problema, la drezone d F è vertcale (regola della mano destra) ed l suo verso dpende da quell d B e dal verso d scorrmento d nella barretta. Se B entra nel pano del oglo, per la regola della mano destra, anchè F sa dretta verso l alto e possa qund blancare, ed eventualmente superare, P, occorre che scorra da snstra verso destra. Naturalmente se B esce dal pano del oglo anche l verso d deve essere nvertto. b) Stablto l verso gusto della corrente, la barretta comncerà a sollevars quando F = P e qund quando (passando a modul): lb = mg = mg/lb = A c) La relazone da usare è sempre la precedente ed l prodotto lb ha sempre lo stesso valore, tuttava se la lunghezza s dmezza lo stesso accadrà anche alla massa qund: = 9.19 A

3 QUESITI 1) Due grupp d cnque resstenze ugual, collegate tra loro n parallelo, sono collegat n sere. Quanto vale la resstenza equvalente? R eq = 10R R eq = 2/5 R R eq = 5 R R eq = R/5 2) In un gas reale: la denstà è sempre molto bassa esste una relazone che lega pressone, temperatura, volume e numero d mol nessuna delle altre rsposte è corretta la dstanza tra le molecole è sempre molto pccola 3) Su uno spezzone d cavo d rame d orma clndrca vene accumulata una carca elettrca totale Q. Come s dstrbusce la carca elettrca? sulle due bas e sulla superce laterale n tutto l volume sulla superce laterale non è possble rspondere 4) Una spra pana conduttrce ha un area d 10 2 cm 2 ed è posta perpendcolarmente ad un campo B l cu modulo vara unormemente da 0.4 T a 3.0 T n 2 s. Se la spra ha una resstenza elettrca d 5.0, qual è l ntenstà della corrente ndotta? 1 A 2.12 ma 3.2 A 2.95 ma

4 5) Una macchna termca ha un rendmento del 50 % e compe 400 J d lavoro ogn cclo. Qual è l calore ceduto alla sorgente redda dopo 10 ccl? Q = 2600 J Q = 1200 J Q = 8000 J Q = 4000 J 6) Due mol d un gas deale sono nzalmente alla temperatura d 400 K. Qual è la temperatura nale del gas se lo stesso cede 4000 J d calore e compe 1000 J d lavoro? ~ 600 K 280 K ~ 200 K 520 K 7) Un generatore d.e.m. alternata per la rete nlandese osclla a 50 Hz con una ampezza massma 0. Qual è l valore ecace della d.d.p. msurable a suo morsett? 0 /50 0 / ) Una partcella con carca elettrca s muove lungo l asse x ed entra n una zona dove è presente un campo elettrco dretto lungo la drezone negatva dell asse y. Se la partcella elettrca subsce una orza dretta verso la drezone postva dell asse y, d quale segno è la sua carca? neutro postvo nessuna delle alte rsposte è corretta negatvo

5 9) Il valore del potenzale elettrco ad una dstanza d 2 m da una carca puntorme è d 150. Qual è l valore del potenzale ad una dstanza d 6 m dalla stessa carca? dpende dalla carca elettrca ) Un nduttanza deale da 50 H è collegata n sere con una resstenza da 1.5 kuna.e.m. contnua d 12 ed un nterruttore. Dopo 1 s la d.d.p. a cap dell nduttanza è: ~ 0 ~ >> 12 ~ 12 11) La temperatura d ebollzone d un lqudo è 100 K. Qual è la corrspondente temperatura nella scala Fahrenhet? -ºF ºF ºF 87,5 ºF 12) Un pccolo orno vene costruto avvolgendo ntorno ad un ampolla d quarzo un cavo elettrco. Raggunta la temperatura d unzonamento l orno dsperde verso l esterno 100 J/s. Se la resstenza del cavo è d 50 quale d.d.p. dovrà essere applcata per mantenere costante la temperatura del orno? ~ 10 k ~ 5 k ~ 71 ~ 8