Qual è la differenza fra la scala Celsius e la scala assoluta delle temperature?

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1 ISTITUTO DI ISTRUZIONE SECONDARIA DANIELE CRESPI Liceo Internazionale Classico e Linguistico VAPC02701R Liceo delle Scienze Umane VAPM Via G. Carducci BUSTO ARSIZIO (VA) Fax lccrespi@tin.it C.F Cod.Min. VAIS02700D CertINT 2012 Anno Scolastico Classe 4AL prof. Patrizia Giordano Testo: S.Mandolini Le parole della fisica.azzurro vol 2 Zanichelli Rivedere gli argomenti teorici sul testo per chi ha riportato la votazione o 6: tutti gli esercizi o 7 o 8: metà degli esercizi per ogni argomento o 9 o 10: il 25% degli esercizi per ogni argomento Controllo del lavoro: prima ora di fisica a.s Compiti per le vacanze di FISICA Indicazioni per il recupero e per il consolidamento di FISICA Per ogni argomento: o rivedere la teoria sul testo o eseguire nell ordine gli esercizi sotto elencati Si raccomanda l ordine nello svolgimento del lavoro Il lavoro estivo è finalizzato al ripasso e al consolidamento degli argomenti studiati nel corso dell anno; pertanto deve essere svolto con continuità e gradualità, evitando di concentrare tutto in pochissimo tempo Consegnare il lavoro sotto indicato, ordinato per argomento, nel giorno stabilito dal DS (29 agosto 2014). TERMODINAMICA Qual è la differenza fra la scala Celsius e la scala assoluta delle temperature? Un materiale ha un coefficiente di dilatazione lineare uguale a K 1. Qual è il valore del suo coefficiente di dilatazione cubica? Dimostralo algebricamente. Enuncia le leggi di Gay-Lussac e la legge di Boyle. Illustra il concetto di capacità termica. Spiega cosa si intende per conduzione, convezione, irraggiamento. Quale relazione esprime il legame fra la temperatura assoluta T di un gas perfetto monoatomico e l energia cinetica media K delle sue molecole? Come si calcola l energia interna U di un gas? Cosa si intende per calore latente di fusione di una sostanza? E per calore latente di condensazione? Quali sono le variabili termodinamiche di un gas perfetto? Cosa stabilisce il principio zero della termodinamica? Con quale equazione si enuncia? 1

2 Nella trasformazione ciclica di un gas perfetto, rappresentata nella figura che segue, il lavoro svolto dal gas sull ambiente è rappresentato dall area: A A B B C A + B D A B Che tipo di trasformazione si realizza nell apparato rappresentato nel disegno? A Un adiabatica. B Un isocòra. C Un isòbara. D Un isoterma. Da quali trasformazioni è costituita la trasformazione ciclica rappresentata in figura? A Un espansione isòbara, un espansione adiabatica e un raffreddamento isocòro. B Un espansione isoterma, una compressione isòbara e un riscaldamento isocòro. C Una compressione adiabatica, un espansione isòbara e un riscaldamento isocòro. D Una compressione isoterma, una compressione isocòra e un raffreddamento isòbaro. Enuncia il secondo principio della termodinamica secondo Clausius e secondo Kelvin. LE ONDE Dopo aver dato la definizione di onda, precisa cosa si intende per onda longitudinale e trasversale. Definisci le grandezze fisiche che caratterizzano un onda. Che cos è il suono? Da quali grandezze dipendono l altezza, il timbro e l intensità di un suono? 2

3 Spiega il fenomeno della risonanza. Illustra l effetto Doppler Che cos è la luce e a quale velocità si propaga? Come si percepisce l effetto Doppler in caso di onde luminose? Illustra i fenomeni dell interferenza e della diffrazione. In quali condizioni avviene la riflessione? Quali sono le relative leggi? In quali condizioni avviene la rifrazione? Quali sono le relative leggi? Che cosa si intende per immagine reale e virtuale? Enuncia la legge dei punti coniugati. In uno specchio sferico concavo l immagine di una sorgente posta più lontano del centro si forma: A dall altra parte dello specchio perché è virtuale. B tra il fuoco e lo specchio. C tra il fuoco e il centro dello specchio. D oltre il centro dello specchio. Se in uno specchio sferico concavo l immagine di una sorgente posta a 1,5 m dallo specchio si forma a 4,5 m dallo specchio: A l immagine è ingrandita di tre volte rispetto alla sorgente. B l immagine è rimpicciolita di tre volte rispetto alla sorgente. C non si può calcolare l ingrandimento perché non si conosce la dimensione della sorgente. D non si può calcolare l ingrandimento perché non si conosce il raggio dello specchio. Un raggio di luce proveniente da un mezzo con indice di rifrazione n 1 viene rifratto da un mezzo con indice di rifrazione n 2. Gli angoli di incidenza i e di rifrazione r sono legati dalla relazione: A n 2 sen i = n 1 sen r B n 1 sen i = n 2 sen r C n 1 /sen i = n 2 /sen r D sen i/sen r = n 1 n 2 In una lente sottile convergente: A un raggio che arriva parallelo all asse ottico prosegue parallelo all asse ottico, ma più lontano da esso. B un raggio che arriva parallelo all asse ottico prosegue parallelo all asse ottico, ma più vicino a esso. C un raggio che passa per il centro prosegue praticamente nella stessa direzione. D un raggio che passa per un fuoco prosegue passando per l altro fuoco. In una lente sottile divergente: A un raggio che passa per il centro prosegue praticamente nella stessa direzione. B un raggio che passa per un fuoco prosegue passando per l altro fuoco. C un raggio che arriva parallelo all asse ottico prosegue passando per un fuoco. D un raggio che arriva parallelo all asse ottico prosegue parallelo all asse ottico. 3

4 Per uno specchio sferico convesso di raggio r la formula dei punti coniugati è: A 1/p + 1/q = 2/r B 1/p + 1/q = 2/r C 1/p + 1/q = 2/r D 1/p 2 +/q = 2/r Completa il disegno, mostrando il percorso di tre raggi provenienti dal punto P, dei quali il primo sia parallelo all asse ottico, il secondo passi per il fuoco fra l oggetto e la lente e il terzo passi per il centro della lente. Individua il punto d incontro dei tre raggi. Ripeti quanto hai fatto per il test precedente utilizzando il nuovo disegno. Problemi TERMODINAMICA 1. Un asta di alluminio (λ = 23, K 1 ) è lunga 25,00 cm alla temperatura di 25,00 C. Calcola la lunghezza dell asta a 0 C. 2. Un asta di metallo si allunga dello 0,40% per un aumento di temperatura di 500 K. Calcola i coefficienti di dilatazione lineare e cubica del metallo di cui è fatta l asta. 3. Calcola a quale temperatura il volume di un gas perfetto è 22 dm 3, sapendo che a 85 C e alla stessa pressione il volume è 44 dm 3 4. Un blocco di alluminio (c = 880 J/(kg K)) alla temperatura iniziale di 93 C viene immerso in un calorimetro contenente 1,60 dm 3 di acqua (c = 4186 J/(kg K)) alla temperatura di 20 C. La temperatura di equilibrio è 25,9 C. Calcola la massa del blocco di alluminio. 4

5 5. Un gas è formato da 4, molecole di massa 2, kg, con velocità di modulo rispettivamente 3500 m/s, 1000 m/s, 2000 m/s e 500 m/s. Il gas può essere considerato perfetto. Calcola la sua energia interna 6. Il calore latente di fusione del ferro è 0, J/kg mentre quello del piombo è 2, J/kg. Si hanno 85 g di ferro e 0,75 kg di piombo, e ciascuna massa di metallo è già alla temperatura di fusione. Stabilisci quale massa richiede la maggiore energia per essere fusa. 7. Un sistema termodinamico compie la trasformazione ciclica ABCDA rappresentata in figura. Calcola il lavoro totale compiuto dal gas nella trasformazione. Il lavoro cambia se la trasformazione viene effettuata in senso inverso? 8. Calcola il rendimento massimo di una macchina termica che lavora fra due sorgenti di calore con temperature di 300 C e 60 C. LE ONDE 9. Un onda elastica di frequenza 150 Hz si propaga alla velocità di 46 m/s. Determina: la lunghezza d onda;il periodo. 10. Un osservatore che si allontana a 20,0 m/s da una sorgente sonora ferma che emette un sibilo con frequenza 1200 Hz, quando la velocità del suono è 343 m/s, percepisce un suono di quale frequenza? 11. Due fessure distanti 8,0 µm producono su uno schermo posto a 90 cm due frange d interferenza separate da una distanza di 5,0 cm. Calcola la lunghezza d onda della luce incidente sulle fessure. 12. Un raggio di luce incide sulla superficie di separazione aria-soluzione con un angolo di 45. L angolo di rifrazione è 30. Calcola l indice di rifrazione della soluzione. 13. Un raggio di luce incide sulla superficie di separazione aria-soluzione con un angolo di 45. L angolo di rifrazione è 30. Calcola l indice di rifrazione della soluzione. 14. Una candela alta 4,0 cm è posta a 50 cm da uno specchio sferico concavo, che ha raggio di curvatura 40 cm. A quale distanza dallo specchio si forma l immagine? Qual è l ingrandimento? Quanto è alta l immagine della candela? 5