Istituto Statale d Istruzione Superiore Francesco Gonzaga Liceo Scientifico, Liceo Classico, Liceo Linguistico. Istituto Tecnico Commerciale per Ragionieri IGEA e per Programmatori Mercurio Via F.lli Lodrini 32-46043 Castiglione delle Stiviere (MN) - Tel 0376 638018 0376 636678 - Agli alunni della Classe 2 AN (Liceo Scientifico Tradizionale) A.S. 2011/2012 MATERIA: FISICA Oggetto : Lavoro estivo alunni Docente: prof ssa Angela Polimeno In relazione alle esigenze del prossimo anno, si segnala che è necessaria una soddisfacente conoscenza di tutti i contenuti del programma svolto (consegnata una copia in segreteria e una copia per ciascun alunno in classe): durante il periodo estivo sarà quindi necessario procedere con un attento lavoro di ripasso. Tale lavoro dovrà essere condotto sia sulla parte teorica, sia tramite lo svolgimento di esercizi: a questo proposito tutti gli studenti svolgeranno tutti i problemi in allegato. Gli esercizi assegnati dovranno essere sistemati ed elaborati su un nuovo quaderno. Buone vacanze e buon lavoro a tutti! NB: Il lavoro estivo costituisce argomento per le prove di ingresso a.s. 2012 /2013 Castiglione d/stiviere 9 / 06 / 2012 Il docente Prof.ssa Angela Polimeno 1
ALLEGATO: ESERCIZI N.B. Anche se alcuni esercizi sono stati svolti durante l anno, si richiede di rifarli. Test 1 Un filo di rame è lungo 3,510 cm a 20 C e 3,525 cm a 270 C. Quanto vale il coefficiente di dilatazione lineare del rame? A 1,7 10 5 C 1 C 4,6 10 4 C 1 B 1,7 10 4 C 1 D 4,6 10 3 C 1 2 Una sbarra metallica di lunghezza A aumenta di B la sua lunghezza quando la temperatura aumenta di C. Quale delle seguenti formule dà il coefficiente di dilatazione lineare del metallo della sbarra? A = A B C C = A/(B C) B = B/(A C) D = C/(A B) 3 Una petroliera è riempita con 2,45 10 5 m 3 di benzina in una giornata in cui la temperatura è 28,4 C. Il coefficiente di dilatazione volumica della benzina è 9,50 10 4 C 1. Di quanto diminuisce il volume della benzina quando la temperatura scende a 2,4 C? A 2,2 10 2 m 3 C 6,1 10 3 m 3 B 4,4 10 2 m 3 D 7,2 10 3 m 3 4 Un corpo di massa A kg aumenta la sua temperatura di B C quando assorbe C J. Con quali formule si calcolano la capacità termica D e il calore specifico E del corpo? A D = C/B E = D/A B D = C B E = D A C D = B/C E = A/D D D = C/(A B) E = D B 5 Federica fornisce calore a una sostanza, ma questa non aumenta la sua temperatura. Quale spiegazione si può dare del fenomeno? A La sostanza è a temperatura minore rispetto all ambiente. B La sostanza è allo stato solido. C Sta avvenendo un passaggio di stato. D È una situazione impossibile. 6 Quale delle seguenti affermazioni è vera? A La convezione avviene anche nel vuoto. B L irraggiamento avviene solo nel vuoto. C La conduzione avviene solo nei solidi. D Nessuna delle affermazioni precedenti è vera. 7 La quantità di calore nell unità di tempo che attraversa una sbarra di ferro dipende: A dalla massa della sbarra. B dalla densità della sbarra. C dalla differenza di temperatura agli estremi della sbarra. D dalla temperatura della sbarra. 8 Completa la frase seguente: l acqua bolle A sempre a 100 C. B alla temperatura alla quale la sua pressione di vapore uguaglia la pressione esterna. C alla temperatura alla quale la sua pressione di vapore diventa minore della pressione esterna. D quando riceve una quantità di calore uguale al suo calore latente di vaporizzazione. 2
9 La superficie interna di un thermos è argentata al fine di ridurre la trasmissione di calore per: A conduzione. B convezione. C conduzione e convezione. D irraggiamento. 10 La pressione di un gas perfetto è: A inversamente proporzionale al volume e inversamente proporzionale alla temperatura assoluta B inversamente proporzionale al volume e direttamente proporzionale alla temperatura assoluta C direttamente proporzionale al volume e inversamente proporzionale alla temperatura assoluta D direttamente proporzionale al volume e direttamente proporzionale alla temperatura assoluta 11 Una certa quantità di gas perfetto viene scaldata a volume costante da 200 C a 400 C. Che cosa si può dire della pressione finale? A È 1,37 volte la pressione iniziale. B È 1,42 volte la pressione iniziale. C È il doppio della pressione iniziale. D È la metà della pressione iniziale. 12 2,3 moli di gas perfetto a 70 C occupano 0,24 10 1 m 3. Qual è la pressione del gas? A 5,6 10 3 Pa C 2,7 10 5 Pa B 1,3 10 4 Pa D 5,5 10 5 Pa 13 Un campione di gas perfetto è inizialmente a 60 C. Si fornisce calore al gas, che raddoppia il suo volume dimezzando la sua pressione. Qual è la temperatura finale del gas? A 300 K B 30 C C 60 C D 120 C 14 Se un gas perfetto occupa un volume di 3 m 3 alla pressione di 1 atm, quale volume occuperà alla pressione di 5 atm se la temperatura rimane costante? A 5 m 3 B 10 m 3 C 3/5m 3 D 1/3m 3 15 Se, a volume costante, raddoppiamo la temperatura assoluta di un gas perfetto, che cosa succede alla pressione? A raddoppia D non possiamo saperlo se non conosciamo il B dimezza volume C cambia a seconda del numero di molecole 16 Se rappresentiamo graficamente la pressione di un gas perfetto in funzione della temperatura centigrada (a volume costante), otteniamo: A un iperbole C una retta passante per l origine B una retta non passante per l origine D una parabola 17 Lo stato di un gas dipende dai parametri p, V, T. Se in una trasformazione di un gas perfetto il numero delle molecole resta costante, al variare di uno dei tre parametri: A corrisponde sempre una variazione degli altri due parametri B solo uno può rimanere costante 3
C gli altri due possono rimanere costanti D deve comunque variare la temperatura del gas 18 Una trasformazione isobarica è caratterizzata da una pressione di 2 10 5 Pa. Se il volume passa da 500 cm 3 a 1000 cm 3, qual è il lavoro compiuto dal gas? A 1,5 J B 1,5 10 8 J C 15 J D 100 J 19 Un sistema termodinamico scambia energia con l ambiente esterno: assorbe 1200 J di calore e sul sistema viene fatto un lavoro di 500 J. Qual è la variazione di energia interna del sistema? A 1700 J B 700 J C 700 J D 1700 J 20 Nella figura sono riportati due stati di un gas sul piano di Clapeyron. Il gas passa dallo stato A allo stato B. Quale delle seguenti affermazioni è corretta? A la trasformazione può essere isotermica B la trasformazione può essere isobarica C la trasformazione può essere isovolumica D la trasformazione non può essere né isotermica, né isobarica, né isovolumica Problemi 21 Il diametro di una moneta è 1,9 cm a 5 C e aumenta di 2,4 10 3 cm quando è scaldata a 70 C. Calcola il coefficiente di dilatazione lineare della lega di cui è fatta la moneta. 22 Il tungstato di zirconio Zr(WO 4 ) 2 è un materiale strano: il suo volume diminuisce all aumentare della temperatura, per cui ha un coefficiente di dilatazione volumica negativo: 26,4 10 6 K 1. Quanto vale la diminuzione percentuale del volume V/V quando passa da 1 K a 1050 K? 23 In un contenitore che impedisce perdite di calore verso l esterno si mettono 150 g di acqua a 12 C e un blocchetto di metallo di 490 g a 83 C. La temperatura di equilibrio è 31 C. Calcola il calore specifico del metallo. 24 Un gas occupa il volume di 150 dm 3 a una pressione di 5 atm e alla temperatura di 25 C. Successivamente il volume viene ridotto a 50 dm 3 e la temperatura sale a 30 C. Esprimi i volumi nelle unità del SI. Esprimi la pressione e la temperatura iniziali nelle unità SI. Che valore assume la pressione dopo la trasformazione? Qual è la variazione di pressione? La trasformazione effettuata dal gas è di tipo particolare? 25 Considera la trasformazione ABCDA rappresentata nella figura. 4
a) Di che tipo di trasformazione si tratta? b) Che tipo di trasformazione è la A B? c) Che tipo di trasformazione è la D A? d) Esprimi i valori di pressione e volume nelle unità del SI. e) Calcola il lavoro totale. f) Il lavoro è positivo o negativo? 5