Soluzione: 2 ) Cosa si intende per calore?

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1 1 ) Volendo calcolare di quanto è aumentata la temperatura di un corpo al quale è stata somministrata una certa quantità di calore, è necessario conoscere: A. Il calore specifico e la massa del corpo. B. La temperatura finale e il calore specifico del corpo. C. La temperatura iniziale e la massa del corpo. D. La temperatura iniziale e il calore specifico del corpo. E. La temperatura finale e la massa del corpo. L aumento della temperatura di un corpo in seguito all esposizione a una data quantità di calore dipende dalla legge fondamentale della termologia ossia Q = c s m t quindi per conoscere t = aumento di temperatura dalla temperatura iniziale a quella finale è necessario conoscere, oltre al calore, la massa e il calore specifico del corpo. 2 ) Cosa si intende per calore? A. Una proprietà dei corpi ad alta temperatura. B. L energia interna di un gas. C. La sensazione che proviamo toccando un corpo caldo. D. L energia che fluisce da un corpo a temperatura maggiore a un corpo a temperatura minore. E. Il lavoro fornito da una macchina termica. Il calore è una forma di energia in transito appunto da un corpo a temperatura maggiore ad un corpo a temperatura minore. E energia termica ed ha la stessa unità di misura del lavoro o dell energia cinetica. 3 ) Il secondo principio della termodinamica: A. Stabilisce le condizioni per la realizzazione del moto perpetuo. B. Stabilisce che l entropia di un generico sistema termodinamico non può che aumentare. C. Stabilisce l impossibilità di talune trasformazioni termodinamiche. D. Assegna la probabilità di ogni trasformazione termodinamica. E. Definisce il rendimento delle macchine termiche. 7

2 Il secondo principio della termodinamica dimostra che non esiste il moto perpetuo perché il rendimento di una macchina termica è sempre minore di uno. Quindi stabilisce il valore massimo di rendimento per una macchina termica. 4 ) La caloria è un unità di misura per: A. Potenza. B. Temperatura. C. Pressione. D. Lavoro. La caloria è un unità di misura dell energia termica che può essere usata anche come unità di misura dell energia e del lavoro. 5 ) Quale di questi materiali è un semiconduttore? A. Vanadio. B. Silicio. C. Alluminio. D. Titanio. Vanadio, Alluminio e Titanio sono metalli, possiedono cariche libere al loro interno a qualunque temperatura, quindi sono conduttori. Il silicio invece cambia il suo comportamento in base alla temperatura, è quindi un semiconduttore. Viene usato nell industria elettronica per produrre componenti elettronici. 6 ) Affinché una trasformazione in un sistema termodinamico chiuso sia spontanea è necessario che: A. La variazione di energia libera sia negativa. B. Sia fortemente esotermica. C. La variazione di energia libera sia positiva. D. La variazione di entropia sia positiva. Una trasformazione in un sistema termodinamico è sempre possibile se l entropia del sistema nello stato finale è maggiore dell entropia dello stato iniziale, quindi la variazione di entropia del sistema deve essere positiva. 8

3 7 ) La trasmissione del calore per conduzione, a parità di tutte le altre condizioni, avviene più facilmente attraverso: A. Aria. B. Materiale poroso. C. Legno. D. Alluminio. La conduzione del calore avviene più velocemente in un materiale dove gli atomi non sono fortemente legati tra di loro allo stato solido, il migliore tra le sostanze presenti nelle risposte è l alluminio, poiché è un metallo e tra gli atomi di un solido metallico è presente il legame metallico che non è un legame forte. 8 ) Il primo principio della termodinamica stabilisce che: A. Il lavoro effettuato è sempre uguale al lavoro impiegato. B. L'energia è una grandezza che si conserva. C. Non è possibile che il calore passi spontaneamente da un corpo freddo a un corpo caldo. D. L'entropia aumenta sempre. Il primo principio della termodinamica afferma che in una trasformazione dello stato di un sistema la variazione di energia interna è pari alla differenza del calore scambiato e del lavoro effettuato. Si ha quindi la conservazione totale dell energia del sistema. E quindi un principio di conservazione dell energia che da energia interna del sistema si può trasformare in calore e lavoro. 9 ) In un campo magnetico costante una particella carica in moto, in generale: A. Segue una traiettoria parabolica. B. Si muove in moto rettilineo uniforme. C. Aumenta progressivamente la propria energia cinetica. D. Segue una traiettoria a forma di elica cilindrica. In generale quando una particella entra in un campo magnetico e l angolo tra il vettore velocità e il vettore intensità di campo magnetico non è di 90 la particella risente di una componente di forza dovuto alla forza di Lorentz che la fa entrare in rotazione e una componente di velocità che non viene influenzata dalla forza di Lorentz, praticamente la particella entra in un moto elicoidale. 9

4 10 ) Se in un piano una circonferenza rappresenta una linea di campo del vettore induzione magnetica, il campo magnetico può essere creato da: A. Una piccola calamita posta nel centro della circonferenza. B. Una spira circolare percorsa da corrente sovrapposta alla circonferenza. C. Un filo rettilineo di lunghezza infinita, percorso da corrente continua di intensità costante perpendicolare al piano e passante per il centro della circonferenza. D. Un filo rettilineo di lunghezza infinita, percorso da corrente continua di intensità costante, posto lungo un diametro della circonferenza. Il campo magnetico prodotto da un filo di lunghezze infinita si trova in un piano perpendicolare al filo ed è tangente a circonferenze concentriche al filo elettrico. L intensità i è: B = k. d 11 ) Uno di due gemelli intraprende un lungo viaggio nello spazio, raggiungendo velocità prossime a quella della luce. Al ritorno a casa trova che: A. Il tempo trascorso sulla terra è maggiore di quello trascorso sull'astronave. B. Torna sulla la terra molti anni prima di quando è partito. C. Il tempo trascorso è uguale sulla terra e sull'astronave, ma il gemello che è rimasto a casa appare più invecchiato. D. Non è possibile stabilire quale dei due gemelli sia invecchiato di più. Una delle relazioni della teoria della relatività ristretta prevede che lo scorrere del tempo dipenda dalla velocità del corpo. Avvicinandosi alla velocità della luce il tempo rallenta, perciò per il gemello a bordo dell astronave è trascorso un periodo di tempo minore rispetto al gemello che si trova a Terra. La seguente relazione esprime la trasformazione t0 di Lorentz per il tempo: t =.Si nota che la percezione temporale cambia in 2 v 1 2 c funzione della velocità del corpo. A basse velocità i due intervalli temporali coincidono ma ad alte velocità l intervallo temporale t diventa molto più piccolo rispetto all intervallo temporale t ) Nel Sistema Internazionale la temperatura si misura in: A. Gradi Celsius. B. Gradi Fahrenheit. C. Gradi Kelvin. D. Calorie. E. Indifferentemente in Celsius e in Kelvin. 10

5 Nel sistema internazionale l unità di misura della temperatura sono i gradi Kelvin, o temperatura termodinamica. La scala termodinamica prende come zero di riferimento la temperatura assoluta o zero assoluto. 13 ) A proposito dei fenomeni di Fissione e Fusione nucleari si può dire che: A. Sono esoenergetici. B. Sono sempre artificiali. C. La fusione è stata usata nelle centrali elettriche. D. Nella fusione il nucleo si rompe in due o più frammenti. E. La fissione è sempre pulita. In chimica e fisica la parola esoenergetico significa che produce energia termica o calore. I processi di fusione e fissione nucleare producono energia e quindi sono processi esotermici o esoenergetici. 14 ) Pensando ai raggi X ed ai raggi Gamma, trovate la CORRETTA proposizione. A. Essi sono entrambi onde elettromagnetiche. B. I raggi X sono più energici dei raggi Gamma. C. I raggi X sono più lenti dei raggi Gamma. D. Non si possono usare in Medicina. E. Gli X sono visibili dall occhio i Gamma no. Sia i raggi X sia i raggi gamma sono onde elettromagnetiche, quindi viaggiano alla stessa velocità c. I raggi gamma hanno una frequenza più elevata e quindi trasportano più energia rispetto ai raggi X, vengono entrambi usati in medicina nucleare e non possono essere percepiti dai nostri occhi. 15 ) Una pila elettrica alimenta una piccola radio e una bella musica si diffonde nella stanza: perché è necessaria l'energia della pila per permettere il funzionamento della radio? A. Perché senza pila la radio può solo emettere segnali ma non raccoglierli. B. Per riscaldare l'amplificatore e mandare segnali alla stazione emittente. C. Per abbattere la resistenza dei fili. D. Per permettere all'antenna di sollevarsi e raccogliere il segnale acustico. E. Per captare ed amplificare il segnale che proviene dalla stazione emittente. La radio che viene comunemente usata per ascoltare la musica è un apparecchio ricevitore di segnale. Una radio ricetrasmittente invece può ricevere e trasmettere il segnale. Il segnale che viene percepito dall antenna è una differenza di potenziale 11

6 variabile nel tempo molto debole. Per essere convertita in una vibrazione e quindi essere percepita dalle nostre orecchie è necessario amplificare questa variazione di potenziale usando l energia delle batterie della radio. 16 ) Quale processo avviene in una pila? A. L'energia elettrica è trasformata in energia chimica. B. L'energia chimica è trasformata in energia elettrica. C. L'energia degli elettroni è trasformata in energia di legame. D. L'energia del nucleo è trasformata in energia elettrica. In una pila avviene un processo elettrochimico per cui l energia chimica presente nella cella elettrochimica, una soluzione di sali, viene convertita in energia elettrica. 17 ) Intorno ad un filo metallico percorso da corrente elettrica si stabilisce: A. Un campo magnetico. B. Un campo elettrico. C. Un campo gravitazionale. D. Un campo di etere. E. Una differenza di potenziale elettrico. Cariche elettriche in movimento generano sempre un campo magnetico. In un conduttore percorso da intensità di corrente non nulla sono presenti cariche elettriche in movimento, per cui si forma un campo magnetico. 18 ) Una barretta di plastica strofinata con un panno di lana se avvicinata a pezzetti di carta li attira a sé: A. Perché vengono indotte delle cariche elettriche sulla carta. B. Perché la carta è un buon conduttore elettrico. C. Perché il campo gravitazionale diminuisce intorno alla barretta. D. Per attrazione magnetica. E. Per le particolari proprietà elettriche dell aria. Durante lo strofinio si producono delle cariche elettriche che elettrizzano la bacchetta di plastica. Nella bacchetta di plastica rimangono le cariche prodotte. Quando sono presenti cariche elettriche queste cariche formano un campo elettrostatico che attira altre cariche di segno opposto verso le cariche che generano il campo, in questo caso le cariche presenti nella bacchetta di plastica. 12

7 19 ) La propagazione di calore per conduzione è legata: A. Alla circolazione di un liquido. B. Ad una differenza di temperatura. C. Ad una differenza di calore. D. Ad una differenza di pressione. E. Ad una differenza di concentrazione. La propagazione di calore per conduzione è presente nei solidi e si verifica quando si mettono a contatto due solidi a temperature diverse. L energia termica contenuta nel corpo a temperatura maggiore si trasferisce come calore con la conduzione verso il corpo a temperatura minore, quindi la conduzione è legata ad una differenza di temperatura. 20 ) Come unità di misura del potenziale elettrico possono essere utilizzate alternativamente tutte quelle elencate, salvo una che è ERRATA. Quale? A. Volt. B. Joule / coulomb. C. Watt / ampère. D. Newton / coulomb. E. (Newton*metro) / coulomb. P L AB Il potenziale elettrico si può scrivere come: V = s E = =, le equazioni dimensionali I q W J N m sono: [ V] = V = = =, tra le unità di misura precedenti l unica non usata è A C C Newton / Coulomb. 21 ) Siano date 2 lampadine ad incandescenza (di quelle normalmente usate nelle nostre case) A e B,entrambe da 60 W ed entrambe da 220 V. Le collego in parallelo e le alimento a 220 V utilizzando una presa di casa. Quali tra le seguenti affermazioni è applicabile a questo caso? A. Entrambe le lampadine restano spente. B. Si accendono entrambe, ciascuna con intensità luminosa metà di quando accese da sole (una per volta). C. Si accende solo una delle due lampadine. D. Si accendono entrambe, ciascuna con intensità luminosa doppia di quando accesa da sola (una per volta). E. Si accendono entrambe con la stessa intensità luminosa di quella che ha ciascuna lampadina quando accesa da sola (una per volta). Le due lampadine sono identiche con una potenza di 60 W, poiché l intensità luminosa è direttamente proporzionale alla potenza e si suddivide tra le due lampadine nel 13

8 collegamento in parallelo: P T = P 1 + P 2, l intensità luminosa sarà la metà rispetto a quella che si avrebbe se ogni lampadina fosse collegata da sola alla tensione di rete. 22 ) Due lampadine costruite per funzionare in corrente continua ed alla differenza di potenziale di 9 volt, vengono erroneamente collegate in serie (invece che in parallelo) e poi collegate ad una batteria che eroga 9 volt. L'intensità della luce da esse emessa in questa errata configurazione : A. Restano spente perché la batteria non può funzionare in questa configurazione. B. E la stessa, ma la corrente raddoppia e la batteria si scarica rapidamente. C. E più intensa del normale e la loro durata ridotta alla metà. D. Non emettono luce perché destinate a bruciarsi quasi istantaneamente. E. E circa la metà della normale intensità luminosa perché la tensione è dimezzata. Se le lampadine invece che essere collegate in parallelo vengono collegate in serie si dimezza la differenza di potenziale poiché V PILA = V 1 + V 2. Viene dimezzata anche la potenza delle lampadine e quindi l intensità luminosa emessa. 23 ) I raggi X sono: A. Una corrente di cariche positive. B. Una corrente di cariche negative. C. Una corrente di cariche negative e positive in moto con direzione opposta. D. Un flusso di neutroni. E. Onde elettromagnetiche. I raggi X sono onde elettromagnetiche ad alta frequenza che vengono emessi durante una transizione di stato di elettroni molto vicini al nucleo atomico e durante i processi di fissione nucleare. 24 ) Una carica elettrica positiva, ferma tra i poli di un magnete: A. E attratta dal polo Sud del magnete. B. E attratta dal polo Nord del magnete. C. Subisce una forza perpendicolare al campo magnetico. D. Subisce una forza parallela al campo magnetico. E. Non subisce alcuna forza da parte del magnete. Una carica elettrica immersa in un campo magnetico è sottoposta alla forza di Lorentz, ossia una forza perpendicolare al campo magnetico che la genera. 14

9 25 ) Come si definisce la resistività elettrica di un materiale? A. Come la resistenza elettrica di un filo di tale materiale avente lunghezza unitaria e sezione (costante) unitaria. B. Come la resistenza elettrica di un filo di tale materiale avente lunghezza unitaria, con sezione qualsiasi. C. Come la resistenza elettrica di un filo di tale materiale avente sezione (costante) unitaria, di lunghezza qualsiasi. D. Come la resistenza meccanica alla deformazione di un filo di tale materiale. E. Come la resistenza termica alle alte temperature di un filo di tale materiale. La resistenza elettrica viene definita con la seconda legge di Ohm come: l S R = ρ ρ = R dove S = sezione, l = lunghezza del conduttore e R = resistenza, S l quindi la resistività è direttamente proporzionale alla resistenza, alla sezione e inversamente proporzionale alla lunghezza. 26 ) Sapreste mettere in ordine decrescente per la capacità di penetrazione le radiazioni nucleari Alfa, Beta e Gamma? A. Gamma, Beta, Alfa. B. Gamma, Alfa, Beta. C. Alfa, Beta, Gamma. D. Beta, Alfa, Gamma. E. Beta, Gamma, Alfa. Le radiazioni gamma sono onde elettromagnetiche ad alta frequenza, non essendo di natura particellare sono le più penetranti. Le radiazioni beta sono costituite da elettroni, quindi sono meno penetranti rispetto alle radiazioni gamma ma più penetranti rispetto alle radiazioni alfa che sono costituite da un nucleo di elio, due protoni e due neutroni. 27 ) Una calamita attira pezzetti di limatura di ferro: A. Perché induce un momento di dipolo magnetico nei pezzetti di ferro. B. Perché il ferro è un buon conduttore elettrico. C. Perché il campo gravitazionale diminuisce intorno alla calamita. D. Perché induce delle cariche elettriche nei pezzettini di ferro. E. Per le particolari proprietà magnetiche dell aria. Il ferro è una sostanza ferromagnetica, ossia è in grado di acquistare proprietà magnetiche e di mantenerle, quindi la calamità attira il ferro perché induce un dipolo magnetico su di esso. 15

10 28 ) Il calore specifico di un corpo: A. E la quantità di calore necessaria ad innalzare la temperatura del corpo di 1 C. B. Nel Sistema Internazionale, è la quantità di calore impiegata per portare a 100 C (partendo da 0 C) 1 g della massa del corpo. C. E il rapporto tra capacità termica e massa del corpo. D. Il rapporto tra la quantità di calore impiegata per cambiare la temperatura del corpo e la differenza di temperatura. E. Il prodotto tra la quantità di calore impiegata per cambiare la temperatura e la differenza di temperatura. Per definizione il calore specifico è la quantità di calore necessaria per fare aumentare di un grado di temperatura una quantità unitaria di sostanza ( 1 Kg ). La capacità termica viene definita come prodotto tra calore specifico e massa di una determinata sostanza, quindi il calore specifico è il rapporto tra la capacità termica e la massa del corpo. 29 ) La corrente elettrica che passa nel filamento di una lampadina ad incandescenza (quelle comunemente usate nelle nostre case), convenzionalmente, è assunta come moto di cariche positive. In realtà è data dal moto di: A. Elettroni. B. Neutrini. C. Neutroni. D. Fotoni. E. Nuclei degli atomi di cui è costituito il filamento. Nella corrente elettrica continua è presente un moto di elettroni dal polo negativo al polo positivo, nella corrente alternata si sposta invece un onda. 30 ) Un campo magnetico può essere prodotto: A. Da una carica elettrica in quiete. B. Soltanto da magneti permanenti. C. Da circuiti percorsi da correnti. D. Da un opportuno sistema di cariche elettriche in quiete. Cariche in movimento generano sempre un campo magnetico, quindi un circuito attraversato da una intensità di corrente non nulla genera un campo magnetico. 16

11 31 ) In presenza di un campo magnetico, una spira percorsa da corrente elettrica ed un ago magnetico: A. Si comportano in maniera sempre equivalente. B. Sono sistemi non confrontabili. C. Ammettono un'equivalenza a determinate condizioni. D. Si comportano in modi completamente differenti. Una spira è un sistema diverso da un ago magnetico, in una spira scorrono delle cariche che dentro un campo magnetico sono sottoposte alla forza di Lorentz, mentre in un ago magnetico non sono presenti cariche elettriche. 17

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