Verifica di fisica simulata — 3ª: gas perfetti e termodinamica.
15 quesiti estratti a caso da una banca di 25, sul blocco di programma che il tuo professore sta chiudendo: ogni tentativo è una prova diversa. Nessuna penalità per le risposte sbagliate, quindi rispondi anche se non sei sicuro. Alla fine ricevi via email la risposta corretta di ogni quesito e i punti deboli per argomento — con un account li vedi subito qui in pagina. La soluzione passo passo si sblocca con la prima lezione.
Programma coperto dalla prova
- Leggi di Boyle e di Gay-Lussac, temperatura assoluta
- Equazione di stato dei gas perfetti
- Teoria cinetica: temperatura ed energia cinetica media
- Energia interna di un gas perfetto monoatomico
- Primo principio e convenzione sui segni di calore e lavoro
- Trasformazioni isoterma, isobara, isocora e adiabatica
- Macchine termiche e rendimento
- Secondo principio, enunciati e ciclo di Carnot
Due esercizi svolti dalla prova
Uno studente scrive: «Se scaldo un gas a pressione costante da 20 °C a 40 °C il volume raddoppia, perché la temperatura è raddoppiata».
Dov'è l'errore?
Soluzione
Nell'isobara vale con le temperature in kelvin.
Convertendo: e quindi
Il volume aumenta del circa. Il rapporto non significa nulla, perché lo zero della scala Celsius è arbitrario mentre quello della scala Kelvin no: sotto lo zero assoluto non si può scendere.
Regola pratica: in ogni legge dei gas la prima cosa da fare è convertire tutte le temperature in kelvin.
Una bombola rigida contiene un gas a 20 °C alla pressione di 2,0 bar. La si scalda fino a 100 °C.
Quanto vale la pressione finale?
Soluzione
La bombola è rigida, quindi la trasformazione è isocora: pressione e temperatura assoluta sono direttamente proporzionali.
Sul libro di testo italiano questa è la seconda legge di Gay-Lussac (la prima è l'isobara ); in molti testi in inglese le stesse due leggi si chiamano invece legge di Gay-Lussac (isocora) e legge di Charles (isobara). Il nome cambia, la formula no: quello che conta è quale grandezza tieni costante.
In kelvin: , .
Il valore è quello che si ottiene usando i gradi Celsius (): un errore da cinque volte tanto, il più costoso di tutto il capitolo.
Nella simulazione online trovi altri 13 quesiti come questi; risposta corretta di ogni quesito via email.
Preferisci la carta? Scarica la prova in PDF (15 quesiti, 4 pagine · 80 KB, da stampare). Le soluzioni le ricevi via email dopo averla fatta online.
Scarica il PDFCome è fatta la verifica di fisica su gas perfetti e termodinamica
Trasformazioni sul piano di Clapeyron da riconoscere e da calcolare, l’equazione di stato applicata due volte, il primo principio con il bilancio di calore e lavoro, il rendimento di una macchina termica e un confronto con il ciclo di Carnot.
L'errore che costa il voto
Lavorare in gradi Celsius: nelle leggi dei gas e nel rendimento serve il kelvin, e una temperatura in Celsius produce un risultato senza senso, spesso un rendimento maggiore di uno. Subito dopo vengono i segni di Q e L nel primo principio, invertiti a metà esercizio.
Come usare questa simulazione
Falla una prima volta a freddo, senza ripassare e con il timer acceso: serve a sapere da dove parti, non a fare bella figura. Guarda poi i punti deboli per argomento, ripassa solo quelli — di solito sono due o tre, non tutto il capitolo — e rifalla dopo qualche giorno. I 15 quesiti sono estratti da una banca di 25, quindi la seconda prova non è la stessa e il punteggio è confrontabile davvero.
Il punteggio non ti basta?
Guarda quali argomenti hanno perso più punti, poi leggi gli errori tipici di fisica al liceo — oppure guardiamo insieme i tuoi risultati: la diagnosi è gratuita.