Fisica Generale
Test di apprendimento di Termodinamica

Rispondere a tutti i seguenti quesiti e fornire le motivazioni delle risposte.

1. Definire la viscosità di un fluido
   
   

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2. Definire la temperatura
   
   

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3. Definire il calore
   
   

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4. Quando un gas può essere definito ideale e perché?
   
   

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5. Disegnare un grafico che indichi (qualitativamente) una trasformazione isoterma, una trasformazione isobara, una trasformazione isocora una trasformazione adiabatica per un gas ideale
   
   

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6. Definire l'Energia Interna.
   
   

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7. Definire l'Entropia.
   
   

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8. Definire l'Entalpia.
   
   

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9. La pressione idrostatica all'interno di un liquido è
   • indipendente dalla direzione
   • costante
   • non dipende dalla profondità


Spiegazione:

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10. A mare un corpo galleggia se
    • è più leggero dell'acqua di mare
    • il suo peso specifico è minore di quello dell'acqua (p.es. il legno galleggia mentre l'acciaio affonda)
    • la sua densità media è inferiore a quella dell'acqua di mare


Spiegazione:

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11. Il numero di Reynolds è una costante per un dato fluido
• Falso: dipende dalla temperatura
• Vero: dipende solo da quantità costanti come la densità e la viscosità
• Vero: ma solo se il recipiente che contiene il fluido non è molto grande


Spiegazione:

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12. Due corpi in contatto termico sono in equilibrio termico se
    • hanno raggiunto la stessa temperatura
    • hanno raggiunto la stessa entropia
    • hanno raggiunto la stessa pressione


Spiegazione:

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13. Il calore specifico è
    • la quantità di calore impiegata in una specifica trasformazione
    • la quantità di calore posseduta dall'unità di massa di un corpo in una specifica trasformazione
    • la quantità di calore che se somministrata ad un corpo di massa unitaria ne fa innalzare la sua temperatura di un grado


Spiegazione:

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14. A due corpi alla stessa temperatura viene fornita la stessa quantità di calore. Al termine di questo processo i due corpi possono avere temperature diverse.
    • Vero perché il calore potrebbe essere stato fornito secondo diversi procedimenti
    • Vero perché i due corpi potrebbero avere diversi calori specifici
    • Vero perché i due corpi potrebbero avere diverse capacità termiche


Spiegazione:

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15. A pressione costante, se il volume si dimezza cosa fa la temperatura di un gas ideale?
    • Domanda senza senso: se il gas viene compresso la pressione deve aumentare e non può restare costante
    • raddoppia ma vicino al punto critico
    • si dimezza ma lontano dal punto critico


Spiegazione:

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16. Una trasformazione termodinamica che avviene in maniera estremamente veloce è
    • adiabatica: perché non c'è tempo di scambiare calore con l'esterno
    • isoterma: perchè la temperatura non fa in tempo a cambiare
    • isobara: perchè la pressione non può cambiare visto che è il risultato della diffusione delle molecole e ci vuole del tempo prima che queste diffondano


Spiegazione:

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17. Non sempre la temperatura di un corpo varia quando esso scambia calore con l'esterno.
• Ovvio: calore e temperatura sono due grandezze termodinamiche indipendenti
• Vero: si pensi alle transizioni di fase
• Falso: infatti cedendo una quantità di calore pari alla capacità termica all'ambiente esterno la temperatura del corpo deve diminuire di un grado


Spiegazione:

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18. Uno stato termodinamico è univocamente definito se si conoscono
• Pressione, Temperatura, Volume, numero di particelle e specie chimiche
• l'insieme delle variabili di stato indipendenti e delle equazioni di stato
• l'insieme delle equazioni di stato


Spiegazione:

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19. Una variabile di stato è
    • una grandezza fisica che descrive una proprietà macroscopica di un sistema termodinamico all'equilibrio
    • una grandezza fisica che descrive una proprietà macroscopica di un sistema termodinamico
    • una grandezza fisica intensiva che descrive una proprietà macroscopica di un sistema termodinamico all'equilibrio (p.es. la Temperatura)


Spiegazione:

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20. Una funzione di stato è
    • una relazione che collega le variabili di stato
    • una funzione delle sole variabili di stato
    • una funzione che definisce una trasformazione termodinamica da uno stato ad un altro


Spiegazione:

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21. Il Primo principio della Termodinamica afferma che
    • non è possibile che in una trasformazione termodinamica il calore passi spontaneamente da un corpo freddo ad uno caldo
    • l'energia non si crea e non si distrugge quindi il lavoro effettuato è sempre pari all'energia assorbita
    • se l'energia assorbita durante una trasformazione è maggiore dell'energia ceduta allora l'energia interna aumenta


Spiegazione:

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22. Una macchina termica assorbe Q Kcal da una sorgente termica e ne cede Q/2 ad un'altra. Il rendimento della macchina è
    • 1/2
    • 2
    • -1/2


Spiegazione:

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23. Il rendimento di una macchina termica tende ad 1 quando
    • è una macchina ideale che lavora senza attriti
    • si tratti di una Macchina di Carnot che lavori fra due temperature enormemente diverse
    • si tratti di una Macchina di Carnot che lavori fra due temperature vicinissime


Spiegazione:

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24. Una trasformazione è irreversibile quando
    • dura un tempo breve
    • può avvenire solo in un verso
    • non passa per tutti gli stati termodinamici intermedi


Spiegazione:

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25. Il Secondo Principio della Termodinamica afferma che
    • non è possibile trasformare integralmente in lavoro il calore scambiato in un processo ciclico
    • non è possibile realizzare una trasformazione ciclica il cui unico risultato è il trasferimento di calore da un corpo freddo ad uno caldo
    • non è possibile trasformare in lavoro il calore scambiato con una sola sorgente a temperatura costante


Spiegazione:

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26. Alternativamente il Secondo Principio della Termodinamica afferma che
    • Esiste l'entropia, una funzione di stato destinata ad aumentare in ogni trasformazione irreversibile anche se ciclica
    • Esiste l'entropia, una funzione di stato destinata ad aumentare in ogni trasformazione di un sistema isolato
    • Esiste l'entropia, una funzione di stato che per un sistema isolato non può diminuire mai


Spiegazione:

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27. Il Secondo Principio della Termodinamica vieta che
    • L'entropia di un essere vivente diminuisca
    • L'entropia di un ciclo di Carnot resti costante
    • L'entropia dell'universo diminuisca


Spiegazione:

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28. In un gas a numero di moli fissato
    • L'energia interna dipende solo dalla temperatura
    • L'energia interna non dipende dalla temperatura
    • L'energia interna dipende da temperatura e volume


Spiegazione:

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29. La pressione interna (Eq. di Van der Waals) in un gas reale è
    • Il risultato della media delle interazioni fra le particelle
    • Il risultato della media delle interazioni a corta distanza fra le particelle
    • Una conseguenza diretta del fatto che il covolume è non nullo


Spiegazione:

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30. Se la pressione varia alla coesistenza di due fasi la temperatura varierà. Vero o falso?
    • Domanda trabocchetto: alla coesistenza la pressione resta costante (vedi curve di Andrews)
    • Vero
    • Falso


Spiegazione:

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31. Come realizzereste un termometro che possa misurare temperature altissime e bassissime?
    • Mettendo un gas in contatto termico col corpo di cui si vuole misurare la temperatura (in un recipiente molto grande) e misurando le variazioni di volume e di pressione del gas
    • Con il mercurio, in un vaso capillare estremamente lungo e con moltissime tacche
    • Costruendo una macchina termica che lavori fra una temperatura nota e quella da determinare


Spiegazione:

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32. In un gas le molecole sono biatomiche, possiedono momento di inerzia I ed i loro nuclei possono vibrare con frequenza  . A temperatura T l'energia cinetica media per molecola del gas è
    • (Risposta corretta)
    • 
    • 


Spiegazione:

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 Scaletta punteggi:
 Risposte corrette da               0-18    =   Insufficiente
                                              19-21   =   Sufficiente
                                              22-24   =   Discreto
                                              25-27   =   Buono
                                              28-30   =   Ottimo
                                              31-32   =   Eccellente
Risposte