I concetti fondamentali

Fisica
2^CS
1
Quale delle seguenti affermazioni è vera?
A Il termoscopio è un termometro con una scala graduata.
B Il termometro è un termoscopio con la scala graduata.
C Il termoscopio visualizza variazioni di temperatura, il termometro no.
D Il termometro visualizza variazioni di temperatura, il termoscopio no.
2
La differenza fra la scala Celsius e la scala assoluta delle temperature consiste nel fatto che:
A la scala Celsius è centigrada, la scala assoluta no.
B la scala assoluta è centigrada, la scala Celsius no.
C la scala Celsius esprime la temperatura a partire da una temperatura di riferimento.
D le due scale assegnano valori diversi alla temperatura di fusione del ghiaccio.
3 Due oggetti, sottoposti per lo stesso tempo alla stessa fonte di calore, aumentano la temperatura rispettivamente di
20 °C e 30 °C. Che cosa si può dedurre da questo fatto?
A il primo corpo ha un calore specifico maggiore del secondo
B il primo corpo ha un calore specifico minore del secondo
C il primo corpo ha una capacità termica maggiore del secondo
D il primo corpo ha una capacità termica minore del secondo
4
Un materiale ha un coefficiente di dilatazione lineare uguale a 2  10–6 K–1. Qual è il valore del suo coefficiente di
dilatazione cubica?
A 8  10–18 K–1
B 6  10–6 K–1
C 4  10–6 K–1
D 2  10–6 K–1
5
Quale delle seguenti affermazioni è corretta?
A Il calore e la temperatura sono nomi diversi per la stessa grandezza fisica.
B Si ha passaggio di calore quando c’è un dislivello di energia interna.
C Si ha passaggio di calore quando c’è un dislivello di temperatura.
D Si ha un passaggio di temperatura quando c’è un dislivello di calore.
6
Le seguenti affermazioni sono relative alla macchina di Joule. Una di esse è falsa: quale?
A L’aumento di temperatura dell’acqua è causato dal lavoro prodotto dalla forza gravitazionale.
B La perdita di energia potenziale gravitazionale si trasforma in energia interna dell’acqua.
C Per aumentare di 1 °C la temperatura di 1 kg d’acqua un peso di massa 1 kg deve scendere da 427 m d’altezza.
D Se i pesi scendono da un’altezza doppia, l’aumento di temperatura dell’acqua quadruplica.
7
Quale delle seguenti affermazioni è vera?
A Calore e lavoro sono modi per trasferire energia tra sistemi fisici.
B Lavoro ed energia sono modi per trasferire calore tra sistemi fisici.
C Lavoro ed energia hanno la stessa unità di misura, che è diversa da quella del calore.
D Calore e lavoro hanno la stessa unità di misura, che è diversa da quella dell’energia.
8
La capacità termica
A e il calore specifico sono la stessa grandezza fisica.
B si misura in J/K, mentre il calore specifico si misura in J/(kg  K).
C di un corpo è proporzionale alla sua massa, mentre il calore specifico è inversamente proporzionale alla massa.
D di un corpo è inversamente proporzionale alla sua massa, mentre il calore specifico è proporzionale alla massa.
9
Il blocco A scivola su una superficie orizzontale priva d’attrito e urta contro il blocco B che ha la stessa massa ma è
fermo. Dopo l’urto, il blocco A è fermo e il blocco B si muove con la stessa velocità che il blocco A aveva prima
dell’urto. Che cosa puoi concludere sulla natura dell’urto?
A Non può esistere, perché non si conserva né la quantità di moto né l’energia cinetica.
B Non può esistere, perché si conserva la quantità di moto ma non l’energia cinetica.
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28/05/12
Fisica
C È un urto elastico.
D È un urto anelastico.
2^CS
10 Gli stati di aggregazione della materia, ordinati in senso crescente per libertà di movimento delle molecole, sono:
A stato liquido, stato solido, stato gassoso.
B stato liquido, stato gassoso, stato solido.
C stato solido, stato liquido, stato gassoso.
D stato gassoso, stato solido, stato liquido.
11 Per calore latente di fusione di una sostanza si intende:
A il calore necessario per portare l’unità di massa di sostanza alla temperatura di fusione.
B l’energia liberata dalla fusione della sostanza quando si trova alla temperatura di fusione.
C il calore liberato dalla fusione dell’unità di massa della sostanza alla temperatura di fusione.
D l’energia necessaria per la fusione dell’unità di massa di sostanza alla temperatura di fusione.
12 Il momento angolare di un sistema si conserva quando:
A il sistema è isolato.
B il sistema è formato da un solo corpo rigido.
C sul sistema non agiscono momenti torcenti.
D il momento torcente totale che agisce sul sistema è nullo.
Descrivi il dispositivo di Joule per dimostrare la relazione tra energia e calore.
Il componente principale dell'apparato sperimentale utilizzato da Joule per le sue misure è costituito da un calorimetro di forma
cilindrica in cui si trova un sistema di palette che possono ruotare all'interno di un calorimetro. Il sistema di palette può essere messo in
rotazione mediante un apposito congegno, mosso a sua volta da due masse identiche che possono eseguire una data caduta. Durante la
caduta delle due masse, l'acqua viene agitata dal sistema di palette, producendo elevate forze di attrito interne al liquido. A tali forze
corrisponde un lavoro di attrito misurato dalla variazione dell'energia potenziale delle due masse diminuita dell'energia cinetica di cui,
alla fine le due masse sono dotate. Ripetendo N volte la caduta delle due masse, si ottiene un salto termico rilevabile con un
termometro abbastanza sensibile e, in base a tale misura, si può determinare il calore trasferito alla massa d'acqua contenuta nel
calorimetro. Eseguendo il rapporto L/Q si ottiene: L/Q=4.177J/cal un valore che è molto prossimo a quello oggi più accreditato
di 4,1855J/cal.
Esponi le modalità di propagazione del calore, indicando per ciascuna di queste alcune situazioni in cui
si verificano.
La trasmissione del calore tra due corpi avviene spontaneamente da un corpo a temperatura maggiore a un corpo a temperatura minore
e il processo continua fino a che i due corpi non hanno raggiunto la stessa temperatura.
Il trasferimento di calore per conduzione ha luogo tra due corpi a contatto, che si trovano a temperature differenti. In questo caso, nella
zona di contatto tra i due corpi, le particelle del corpo a temperatura maggiore, che possiedono un'energia cinetica più elevata,
urtandosi con le particelle del corpo a temperatura minore trasferiscono loro una parte della loro energia cinetica. Nella conduzione il
calore si propaga attraverso gli urti tra le particelle.
La convezione è il processo di trasferimento di calore tipico dei fluidi. La convezione in un fluido è legata al trasporto di materia, si
creano all'interno del fluido delle correnti convettive, in modo che le molecole di fluido più ricche di agitazione termica si trasferiscono
in un'altra parte del fluido stesso, trasportando il calore all'interno della massa del fluido stesso. Riscaldando una pentola d'acqua su un
fornello, per esempio, la parte di acqua a contatto con la superficie inferiore della pentola si riscalda prima, viene sospinta verso l'alto a
causa della sua minore densità (dovuta alla maggiore temperatura), mentre l'acqua più fredda viene sospinta verso il basso: le correnti
che si creano trasportano il calore da un punto all'altro della massa d'acqua, riscaldando in breve tutto il fluido.
Nei processi di conduzione e di convezione del calore è necessaria la presenza di materia: nel primo caso due corpi devono essere a
contatto, nel secondo caso vi è trasferimento di materia di un fluido. Ma il calore si può propagare anche nel vuoto, senza contatto o
senza trasferimento di materia. L'irraggiamento è il meccanismo di propagazione del calore nel vuoto ed è il modo in cui la Terra
riceve calore dal Sole.
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28/05/12