ΔE =0 Q = L = nr Tln (V 2 /V 1 ) = nr Tln (p 1 /p 2 ) ΔS = Q/T= nr ln (p 1 /p 2) = (p 1 V 1 / T ) ln (p 1 /p 2 ) = 843 J/K

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "ΔE =0 Q = L = nr Tln (V 2 /V 1 ) = nr Tln (p 1 /p 2 ) ΔS = Q/T= nr ln (p 1 /p 2) = (p 1 V 1 / T ) ln (p 1 /p 2 ) = 843 J/K"

Lelia Bernardini
5 anni fa
Visualizzazioni

1 Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2011/12 Prova di esame del 18/6/ NOME 1) Un gas perfetto, inizialmente alla temperatura T 1 = 400 K, con volume V 1 = 300 dm 3 e pressione p 1 = 8 atm, si espande isotermicamente fino alla pressione p 2 = 2.0 atm. a) Qual è la variazione di entropia del gas? b) Se l espansione isoterma è parte di un ciclo di Carnot la cui seconda isoterma avviene ad una temperatura T 2 = 350 K qual è il rendimento del della macchina di Carnot? c) Quanto è il calore Q 2 scambiato dal gas durante l isoterma a temperatura T 2? Soluzione a) T costante: ΔS = Q/T; Nel caso di trasformazioni isoterma di un gas perfetto: ΔE =0 Q = L = nr Tln (V 2 /V 1 ) = nr Tln (p 1 /p 2 ) ΔS = Q/T= nr ln (p 1 /p 2) = (p 1 V 1 / T ) ln (p 1 /p 2 ) = 843 J/K b) Ciclo di Carnot : η = 1- T 2 /T 1 = = c) Ciclo di Carnot η = 1- T 2 /T 1 = 1 Q 2 /Q 1 Q 2 = Q 1 (1-η) = MJ

2 2) Nel circuito in figura: E = Calcolare; 50 V, R 1 = 20 Ω, R 2 = 30 Ω, R 3 = 50 Ω, R 4 = 100 Ω, R 5 = 50 Ω. a) La potenza dissipata sulla resistenza R 2 b) La caduta di potenziale sulla resistenza R 5 c) Il valore efficace della potenza fornita da un generatore di f.e.m. alternata utilizzato per sostituire quello in figura e in grado di produrre una f..e.m. massim di 50 V Soluzione a) Le resistenze R 3, R 4 e sono in parallelo, con R eq ~ 33 Ω, e sono poi in serie a R 2. La resistenza equivalentee nella maglia destra è quindi R t = = 63 Ω. La corrente che scorre in R 2 è la stessa che scorre attraverso R t. Quindi, applicando le leggi di Kirchoff: E = R 1 i 1 + R5i 5 E = (20 *113/63+50) i 5 R t i 2 =R 5 i 5 i 2 = 50/63 i 5 i 1 =i 2 +i 5 i 1 = 113/63 i 5 i 5 ~ A i 2 ~ 0.46 A W 2 = R 2 (i 2 ) 2 = 6.35 W i 1 ~ 1.04 A b) La caduta di tensione sulla resistenza R 5 è data semplicemente dalla legge di Ohm: V 5 = R 5 i 5 = 29 V c) La potenza efficace fornita da un generatore di f.e.m. è data dal prodotto dei valori efficaci della f.e.m. e della corrente che scorre nel circuito. La corrente da consideraree è i 1 (che poi si divide nel nodo considerato al punto a) in i 2 e i 5. Il valore di i1 calcolato al punto a) sarà uguale a quello massimo quando il generatore eroga una f.e.m. alternata (visto che il valore max. della f.e.m. coincide appunto con quella continua erogata dal generatore considerato al punto a). Con le grandezza alternate vale sempre Valore efficacee =( Valore max)/sqrt(2) ). Quindi: W eff = V eff * I eff = (Vmax * Imax)/ 2 = (50* 1.04)/2 = 26 W

3 QUESITI 1) La temperatura di ebollizione di un liquido è 100 K. Qual è la corrispondente temperatura nella scala Fahrenheit? 212 ºF 373,15 ºF 173,15 ºF 87,5 ºF 2) Un circuito elettrico a singola maglia è composto da un generatore di f.e.m. continua, una resistenza e un condensatore collegati tra di loro in serie? Quale delle seguenti affermazioni è corretta? la corrente che scorre nel circuito è nulla nell istante in cui viene acceso il generatore la corrente che scorre nel circuito è nulla dopo un tempo molto lungo la corrente che scorre nel circuito è nulla dopo un tempo molto maggiore di RC non è possibile rispondere senza conoscere i valori di R e C 3) Una particella con carica elettrica si muove lungo l asse x ed entra in una zona dove è presente un campo elettrico diretto lungo la direzione negativa dell asse y. Se la particella elettrica subisce una forza diretta verso la direzione negativa dell asse y, di quale segno è la sua carica? neutro positivo nessuna delle altre risposte è corretta negativo 4) L angolo critico oltre il quale si ha riflessione totale di un raggio luminoso che incide, provenendo dal mezzo 1, sulla superficie di separazione di due mezzi con indice di rifrazione n 1 e n 2, è dato da: ϑ c = arccos(n 2 /n 1 ) ϑ c = arcsin(1/n 2 ) ϑ c = arcsin(n 2 /n 1 ) ϑ c = arccos(1/n 1 )

4 5) Un frigorifero ha un coefficiente di prestazione di 5. Quanto lavoro deve essere compiuto sul frigorifero per sottrarre 300 J di calore dagli oggetti posti al suo interno? J 60 J 75 J J 6) Un raggio di luce parallelo all asse ottico incide su uno specchio convesso. Che cosa accade al raggio riflesso? anch esso è parallelo all asse principale è perpendicolare all asse principale passa per il centro di curvatura dello specchio passa per il fuoco dello specchio 7) Il valore del potenziale elettrico ad una distanza di 2 m da una carica puntiforme è di 150 V. Qual è il valore del potenziale ad una distanza di 6 m dalla stessa carica? 16.7 V dipende dalla carica elettrica 50 V 450 V 8) Un Una spira piana conduttrice ha un area di 100 cm 2 ed è posta perpendicolarmente ad un campo B il cui modulo varia uniformemente da 0.5 T a 1.0 T in 100 s. Se la spira ha una resistenza elettrica di 5.0 Ω, qual è l intensità della corrente indotta? 10 μa 0 A 250 μa 2 ma

5 9) Un gas ideale monoatomico si espande diabaticamente da un volume iniziale di 80 litri e una temperatura iniziale di 300 K fino ad una temperatura finale di 200 K. Qual è il suo volume finale? 220 litri 98 litri 147 litri 157 litri 10) In un semplice dispositivo elettrico una resistenza da 100 Ω deve essere attraversata da una corrente continua i = 50 ma. Una batteria con una riserva di energia di 1 MJ, per quanto tempo riuscirà a far funzionare il dispositivo? ~ 4 s ~ 46 giorni ~ 2.3 giorni ~ 11 ore 11) L energia interna di un gas ideale: dipende dalla temperatura dipende dal volume quadruplica se il gas è bi-atomico dipende dall energia potenziale delle singole molecole 12) Due condensatori di capacità pari a 500 nf e 30 pf sono collegati in serie. Quanto vale la capacità equivalente? C eq ~ 15 pf C eq ~ 530 nf C eq ~ 250 nf C eq ~ 30 pf

Documenti analoghi

Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2013/14. Prova di esame del 23/2/ NOME

Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2013/14 Prova di esame del 23/2/2015 - NOME 1) Un gas perfetto, inizialmente alla temperatura T 1 = 400 K, con volume V 1 = 300 dm