WorksheetsTermodinamica elementare
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Di cosa tratta la Termodinamica?
E' quella parte della fisica che studia le trasformazioni di calore in lavoro (energia meccanica) e viceversa, e le proprietà dei sistemi termodinamici. In particolare lo scopo della termodinamica è quello di aumentare il rendimento delle macchine termiche.
E' quella parte della fisica che studia le trasformazioni di calore in lavoro (energia meccanica). In particolare lo scopo della termodinamica è quello di aumentare il rendimento delle macchine termiche.
E' quella parte della fisica che studia le trasformazioni di lavoro (energia meccanica) in calore. In particolare lo scopo della termodinamica è quello di calcolare il rendimento delle macchine termiche.
Cosa si intende per sistema termodinamico?
In termodinamica un sistema termodinamico è un dispositivo fisico (insieme di corpi) in grado di scambiare calore e lavoro con l'ambiente circostante.
In termodinamica un sistema termodinamico è un dispositivo fisico (insieme di corpi) in grado di trasformare il lavoro preso dall'ambiente circostante.
In termodinamica un sistema termodinamico è un dispositivo fisico (insieme di corpi) in grado di trasformare il calore preso dall'ambiente circostante.
Cosa si intende per macchina termica?
In termodinamica una macchina termica è un dispositivo fisico in grado di trasformare in lavoro (energia meccanica) il calore preso da una sorgente. Generalmente utilizza un fluido che subisce una trasformazione ciclica.
In termodinamica una macchina termica è un dispositivo fisico in grado di trasformare in calore il lavoro (energia meccanica) preso da una sorgente. Generalmente utilizza un fluido che subisce una trasformazione ciclica.
In termodinamica una macchina termica è un dispositivo fisico in grado di trasformare in energia termica il lavoro preso da una sorgente. Generalmente utilizza un fluido che subisce una trasformazione ciclica.
Cosa si intende per macchina frigorifera?
In termodinamica una macchina frigorifera è un dispositivo fisico in grado di trasferire calore da una sorgente più fredda ad una più calda. Generalmente utilizza un fluido che subisce una trasformazione ciclica.
In termodinamica una macchina frigorifera è un dispositivo fisico in grado di trasferire calore da una sorgente più calda ad una più fredda. Generalmente utilizza un fluido che subisce una trasformazione ciclica.
In termodinamica una macchina frigorifera è un dispositivo fisico in grado di trasferire lavoro da una sorgente più fredda ad una più calda. Generalmente utilizza un fluido che subisce una trasformazione ciclica.
L'immagine corrisponde ad una macchina termica reale.
L'immagine corrisponde ad una macchina termica impossibile.
L'immagine corrisponde ad una macchina frigorifera reale.
L'immagine corrisponde ad una macchina frigorifera impossibile.
L'immagine corrisponde ad una macchina termica reale.
L'immagine corrisponde ad una macchina termica impossibile.
L'immagine corrisponde ad una macchina frigorifera reale.
L'immagine corrisponde ad una macchina frigorifera impossibile.
Cosa è lo stato di un sistema termodinamico?
Lo stato di un sistema termodinamico è l'insieme dei valori delle grandezze fisiche in grado di definire univocamente la situazione in cui si trova. Per un gas perfetto lo stato termodinamico è definito dai valori delle variabili di P, V e T (pressione, volume e temperatura).
Lo stato di un sistema termodinamico è l'insieme dei valori delle grandezze fisiche in grado di definire univocamente la situazione in cui si trova. Per un gas perfetto lo stato termodinamico è definito dai valori delle variabili di P, W e T (pressione, lavoro e temperatura).
Lo stato di un sistema termodinamico è l'insieme dei valori delle grandezze fisiche in grado di definire univocamente la situazione in cui si trova. Per un gas perfetto lo stato termodinamico è definito dai valori delle variabili di Q, V e T (calore, volume e temperatura).
Elenca le leggi corrispondenti alle trasformazioni dei gas perfetti ISOTERMA, ISOBARA, ISOCORA e ADIABATICA:
ISOTERMA: se T=costante allora P·V=costante
ISOBARA: se P=costante allora V/T=costante
ISOCORA: se V=costante allora P/T=costante
ADIABATICA: se Q=0 allora P·Vγ=costante
ISOTERMA: se T=costante allora P·Vγ=costante
ISOBARA: se P=costante allora V/T=costante
ISOCORA: se V=costante allora P/T=costante
ADIABATICA: se Q=costante allora P·V=costante
ISOTERMA: se T=costante allora P·V=costante
ISOBARA: se V=costante allora P/T=costante
ISOCORA: se P=costante allora V/T=costante
ADIABATICA: se Q=costante allora P·Vγ=costante
Quale dei seguenti grafici rappresenta nel piano P-V una trasformazione ISOCORA?
Quale dei seguenti grafici rappresenta nel piano P-V una trasformazione ISOTERMA?
La trasformazione 1 potrebbe rappresentare una ISOTERMA e la trasformazione 2 una ADIABATICA.
La trasformazione 1 potrebbe rappresentare una ADIABATICA e la trasformazione 2 una ISOTERMA.
La trasformazione 1 potrebbe rappresentare una ISOTERMA e la trasformazione 2 una ISOBARA.
La trasformazione 1 potrebbe rappresentare una ISOBARA e la trasformazione 2 una ADIABATICA.
Enuncia il 1° Principio della Termodinamica:
Siano Q e W il calore e il lavoro scambiati da un sistema termodinamico con l'ambiente durante una certa trasformazione. Allora la quantità Q-W non dipende dalla trasformazione subita dal sistema ma soltanto dallo stato iniziale e da quello finale del sistema. Indicata con U l'energia interna del sistema, poiché (Q-W) è la somma dell'energia ricevuta dal sistema si ha che Uf = Ui + (Q-W), cioè Q-W = ΔU. Come conseguenza del primo principio possiamo dire che ΔU non dipende dalla trasformazione subita dal sistema.
Siano Q e W il calore e il lavoro scambiati da un sistema termodinamico con l'ambiente durante una certa trasformazione. Allora la quantità Q-W dipende dalla trasformazione subita dal sistema ma soltanto dallo stato iniziale e da quello finale del sistema. Indicata con U l'energia interna del sistema, poiché (Q-W) è la somma dell'energia ricevuta dal sistema si ha che Uf = Ui + (Q-W), cioè Q-W = ΔU. Come conseguenza del primo principio possiamo dire che ΔU dipende dalla trasformazione subita dal sistema.
Siano Q e W il calore e il lavoro scambiati da un sistema termodinamico con l'ambiente durante una certa trasformazione. Allora la quantità Q+W dipende dalla trasformazione subita dal sistema ma soltanto dallo stato iniziale e da quello finale del sistema. Indicata con U l'energia interna del sistema, poiché (Q+W) è la somma dell'energia ricevuta dal sistema si ha che Uf = Ui + (Q-W), cioè Q+W = ΔU. Come conseguenza del primo principio possiamo dire che ΔU dipende dalla trasformazione subita dal sistema.
Definisci l'energia interna U di un sistema termodinamico:
E' la somma delle energie cinetiche e potenziali, macroscopiche e microscopiche, del sistema. Dipende dallo stato del sistema.
E' la somma delle energie cinetiche, macroscopiche e microscopiche, del sistema. Dipende dallo stato del sistema.
E' la somma delle energie cinetiche e potenziali, macroscopiche e microscopiche, del sistema. Non dipende dallo stato del sistema ma dalla trasformazione a cui è sottoposto.
Quale convenzione sul segno si utilizza per un sistema termodinamico che scambia calore Q e lavoro L con l'ambiente esterno?
Quale di questi enunciati non corrisponde ad una formulazione equivalente al secondo principio della termodinamica?
Non è possibile costruire una macchina termica il cui unico risultato sia trasformare in lavoro W il calore Q estratto da una sola sorgente.
È impossibile realizzare una macchina frigorifera il cui unico risultato sia quello di trasferire calore Q da una sorgente più fredda a una più calda senza l'apporto di lavoro esterno W.
Non è possibile costruire una macchina termica con rendimento 1 (100%).
Non è possibile raggiungere lo zero assoluto perché in quel caso una macchina di Carnot che operasse con T2 = 0 K avrebbe rendimento 1 (100%).
E' possibile costruire una macchina termica il cui unico risultato sia trasformare in lavoro W il calore Q estratto da una sola sorgente.
Enuncia il secondo principio della termodinamica secondo Kelvin:
Non è possibile costruire una macchina termica il cui unico risultato sia trasformare in lavoro W il calore Q estratto da una sola sorgente.
È impossibile realizzare una macchina frigorifera il cui unico risultato sia quello di trasferire calore Q da una sorgente più fredda a una più calda senza l'apporto di lavoro esterno W.
Non è possibile costruire una macchina termica con rendimento 1 (100%).
Non è possibile raggiungere lo zero assoluto perché in quel caso una macchina di Carnot che operasse con T2 = 0° Kelvin avrebbe rendimento 1 (100%).
E' possibile costruire una macchina termica il cui unico risultato sia trasformare in lavoro W il calore Q estratto da una sola sorgente.
Enuncia il secondo principio della termodinamica secondo Clausius:
Non è possibile costruire una macchina termica il cui unico risultato sia trasformare in lavoro W il calore Q estratto da una sola sorgente.
È impossibile realizzare una macchina frigorifera il cui unico risultato sia quello di trasferire calore Q da una sorgente più fredda a una più calda senza l'apporto di lavoro esterno W.
Non è possibile costruire una macchina termica con rendimento 1 (100%).
Non è possibile raggiungere lo zero assoluto perché in quel caso una macchina di Carnot che operasse con T2 = 0° Kelvin avrebbe rendimento 1 (100%).
E' possibile costruire una macchina termica il cui unico risultato sia trasformare in lavoro W il calore Q estratto da una sola sorgente.
Enuncia il secondo principio della termodinamica in termini di rendimento:
Non è possibile costruire una macchina termica il cui unico risultato sia trasformare in lavoro W il calore Q estratto da una sola sorgente.
È impossibile realizzare una macchina frigorifera il cui unico risultato sia quello di trasferire calore Q da una sorgente più fredda a una più calda senza l'apporto di lavoro esterno W.
Non è possibile costruire una macchina termica con rendimento 1 (100%).
Non è possibile raggiungere lo zero assoluto perché in quel caso una macchina di Carnot che operasse con T2 = 0° Kelvin avrebbe rendimento 1 (100%).
E' possibile costruire una macchina termica il cui unico risultato sia trasformare in lavoro W il calore Q estratto da una sola sorgente.
Come si dimostra il secondo principio della termodinamica?
Non si dimostra. Si dimostra solamente che sono equivalenti i 2 enunciati: se è vero l'enunciato di Kelvin e falso quello Clausius allora si ottiene la negazione di Kelvin. Al contrario se è vero l'enunciato di Clausius e falso quello Kelvin allora si ottiene la negazione di Clausius.
Si dimostra così: se è vero l'enunciato di Kelvin e falso quello Clausius allora si ottiene la negazione di Kelvin. Al contrario se è vero l'enunciato di Clausius e falso quello Kelvin allora si ottiene la negazione di Clausius.
Non si dimostra. Si dimostra solamente che sono equivalenti i 2 enunciati: se sono veri gli enunciati di Kelvin e di Clausius allora si ottiene la negazione di entrambi. Al contrario se sono veri gli enunciati di e Kelvin e di Clausius allora si ottiene la veridicità di entrambi.
Cosa possiamo dire riguardo al calcolo del lavoro W durante una trasformazione termodinamica semplice di un gas perfetto?
Corrisponde alla misura dell'area sotto il grafico della trasformazione nel piano P-V.
Corrisponde alla misura dell'area sopra il grafico della trasformazione nel piano P-V.
è sempre pari a p⋅ΔV
è sempre pari alla variazione dell'energia interna ΔU
Cosa possiamo dire riguardo al calcolo del lavoro W durante una trasformazione termodinamica ciclica di un gas perfetto?
Corrisponde alla misura dell'area all'interno del ciclo della trasformazione nel piano P-V.
Corrisponde alla misura dell'area sotto il grafico della trasformazione nel piano P-V.
è sempre pari a p⋅ΔV
è sempre pari alla variazione dell'energia interna ΔU
Come si calcola il lavoro W durante le principali trasformazioni termodinamiche di un gas perfetto:
Isoterma: W = nRT⋅ln(Vf/Vi)
Isobara: W = p⋅ΔV
Isocora: W = 0
Isoterma: W = nRT⋅ln(Vf/Vi)
Isobara: W = p⋅ΔT
Isocora: W = 0
Isoterma: W = nRT⋅ln(Vi/Vf)
Isobara: W = p⋅ΔV
Isocora: W = 0
Isoterma: W = nRT⋅ln(V2/V1)
Isobara: W = V⋅Δp
Isocora: W = 0
Scrivi sul disegno i seguenti termini:
pistone, valvola, cilindro, biella, albero motore, candela, camera di scoppio
Quali sono le fasi del motore a scoppio:
ASPIRAZIONE: la valvola del carburatore è aperta, il pistone scende e aspira l'aria-benzina
COMPRESSIONE: la valvola del carburatore si chiude, il pistone sale e comprime l'aria-benzina
SCOPPIO: la candela genera una scintilla che incendia la miscela
ESPANSIONE: l'esplosione spinge il pistone in basso
SCARICO: la valvola di scarico si apre
ESPULSIONE: il pistone sale e fa uscire i fumi della combustione
ASPIRAZIONE: la valvola del carburatore è aperta, il pistone sale e aspira l'aria-benzina
COMPRESSIONE: la valvola del carburatore si chiude, il pistone scende e comprime l'aria-benzina
SCOPPIO: la candela genera una scintilla che incendia la miscela
ESPANSIONE: l'esplosione spinge il pistone in alto
SCARICO: la valvola di scarico si apre
ESPULSIONE: il pistone scende e fa uscire i fumi della combustione
A quale di questi grafici corrisponde il ciclo del motore a scoppio a 4 (6) tempi?
Il ciclo del motore a scoppio
0->1 ASPIRAZIONE: è una espansione ISOBARA
1->2 COMPRESSIONE: è una compressione ADIABATICA
2->3 SCOPPIO: è una trasformazione ISOCORA
3->4 ESPANSIONE: è una espansione ADIABATICA
4->1 SCARICO: è una trasformazione ISOCORA
1->0 ESPULSIONE: è una compressione ISOBARA
0->1 ASPIRAZIONE: è una espansione ISOBARA
1->2 ESPANSIONE: è una espansione ADIABATICA
2->3 SCOPPIO: è una trasformazione ISOCORA
3->4 COMPRESSIONE: è una compressione ADIABATICA
4->1 SCARICO: è una trasformazione ISOCORA
1->0 ESPULSIONE: è una compressione ISOBARA
0->1 ASPIRAZIONE: è una compressione ISOBARA
1->2 COMPRESSIONE: è una espansione ADIABATICA
2->3 SCOPPIO: è una trasformazione ISOBARA
3->4 ESPANSIONE: è una compressione ADIABATICA
4->1 SCARICO: è una trasformazione ISOBARA
1->0 ESPULSIONE: è una espansione ISOCORA
Il ciclo del motore a scoppio a 4 tempi si effettua attraverso 6 trasformazioni termodinamiche. Perché non è chiamato motore a 6 tempi?
Perché ci sono 2 tempi morti, cioè le fasi in cui il pistone è fermo: SCOPPIO e SCARICO corrispondenti a due ISOCORE.
Perché ci sono 2 tempi morti, cioè le fasi in cui il ciclo non scambia calore: SCOPPIO e SCARICO corrispondenti a due ISOCORE.
Perché ci sono 2 tempi morti, cioè le fasi in cui il pistone è fermo: SCOPPIO e SCARICO corrispondenti a due ISOBARE.
Perché ci sono 2 tempi morti, cioè le fasi in cui il ciclo non scambia calore: SCOPPIO e SCARICO corrispondenti a due ISOBARE.
Nel suo ciclo il motore a scoppio assorbe calore Q1, disperde calore Q2 e produce lavoro W nel seguente modo:
Assorbe Q1 durante l'isocora dello SCOPPIO, disperde Q2 durante l'isocora dello SCARICO, produce lavoro W = Q1 - Q2
Assorbe Q1 durante l'adiabatica della COMPRESSIONE, disperde Q2 durante l'adiabatica della ESPANSIONE, produce lavoro W = Q1 - Q2
Assorbe Q1 durante l'isobara della ASPIRAZIONE, disperde Q2 durante l'isobara della ESPULSIONE, produce lavoro W = Q1 - Q2
Assorbe Q1 durante COMPRESSIONE e SCOPPIO, disperde Q2 durante SCARICO e ESPANSIONE, produce lavoro W = Q1 - Q2
Cosa è la macchina di Carnot?
La macchina di Carnot è una macchina termica teorica funzionante a gas perfetto e utile per studiare il rendimento delle macchine termiche reali.
La macchina di Carnot è una macchina termica ideale funzionante a gas perfetto e utile per studiare il rendimento delle macchine termiche teoriche.
La macchina di Carnot è una macchina termica teorica funzionante a gas perfetto e utile per studiare il lavoro W prodotto dalle macchine termiche reali.
La macchina di Carnot è una macchina termica ideale funzionante a gas perfetto e utile per studiare il CALORE assorbito dalle macchine termiche teoriche.
Cosa afferma il teorema di Carnot?
Tutte le macchine termiche reali che scambino calore con due sorgenti a temperature T1 e T2 hanno rendimento R inferiore a quello della corrispondente macchina di Carnot, cioè R < 1 - T2/T1
Tutte le macchine termiche reali che scambino calore con due sorgenti a temperature T1 e T2 hanno rendimento R superiore a quello della corrispondente macchina di Carnot, cioè R > 1 - T2/T1
Tutte le macchine termiche reali che scambino calore con due sorgenti a temperature T1 e T2 hanno rendimento R minore o uguale a quello della corrispondente macchina di Carnot, cioè R ≤ 1 - T2/T1
Tutte le macchine termiche reali che scambino calore con due sorgenti a temperature T1 e T2 hanno rendimento R maggiore o uguale a quello della corrispondente macchina di Carnot, cioè R ≥ 1 - T2/T1
