Svolgi i seguenti esercizi sul quaderno, mostrando sempre formule utilizzate, passaggi di calcolo e unità di misura. Per i problemi numerici usa c_acqua = 4186 J/(kg·K) e λ_fusione_ghiaccio = 334 kJ/kg, salvo diversa indicazione. Buon lavoro!
- Quale fra queste affermazioni descrive correttamente la differenza tra temperatura e calore?
- A) Sono due nomi diversi della stessa grandezza fisica
- B) La temperatura è una forma di energia, il calore è una grandezza di stato
- C) La temperatura misura l'agitazione termica delle particelle, il calore è energia che si trasferisce tra corpi a temperature diverse
- D) Il calore si misura in gradi Celsius, la temperatura in joule
- Lo zero assoluto corrisponde a -273,15 °C e rappresenta il limite inferiore al di sotto del quale la temperatura non può scendere.
- Vero / Falso
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La relazione che permette di passare dalla scala Celsius alla scala Kelvin è T(K) = t(°C) + ___
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Una sbarra di rame lunga 2,0 m a 20 °C viene riscaldata fino a 120 °C. Sapendo che λ_rame = 1,7 · 10⁻⁵ /°C, di quanto si allunga?
- A) 3,4 mm
- B) 0,34 mm
- C) 34 mm
- D) 0,034 mm
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Calcola la quantità di calore necessaria per portare 250 g di acqua da 18 °C alla temperatura di ebollizione di 100 °C.
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Associa ciascun fenomeno termico al concetto fisico corrispondente. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | L'acqua del mare si raffredda lentamente in autunno | Dilatazione termica lineare | | Una rotaia in acciaio si allunga d'estate | Calore latente di fusione | | Il ghiaccio fonde a 0 °C mantenendo la temperatura costante | Equilibrio termico | | Due corpi a contatto raggiungono la stessa temperatura | Calore specifico elevato |
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In un calorimetro si mescolano 200 g di acqua a 80 °C con 300 g di acqua a 20 °C. Determina la temperatura finale di equilibrio, considerando trascurabili le perdite verso l'esterno.
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Durante un passaggio di stato, come la fusione del ghiaccio, la temperatura del sistema cambia continuamente man mano che si fornisce calore.
- Vero / Falso
- Per fondere completamente 0,5 kg di ghiaccio già portato a 0 °C, quanta energia occorre fornire?
- A) 83.500 J
- B) 167.000 J
- C) 334.000 J
- D) 16.700 J
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La legge fondamentale della calorimetria si scrive Q = c · m · ___, dove l'ultima grandezza rappresenta la variazione di temperatura.
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Spiega in poche righe perché l'acqua, grazie al suo elevato calore specifico, svolge un ruolo importante nella regolazione del clima delle zone costiere.
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Un blocco di ferro di 400 g, alla temperatura di 250 °C, viene immerso in 500 g di acqua a 20 °C contenuti in un calorimetro. Calcola la temperatura di equilibrio, sapendo che c_ferro = 450 J/(kg·K).
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Una giornata particolarmente fredda registra una temperatura di -15 °C. Qual è il corrispondente valore in kelvin?
- A) 258,15 K
- B) 288,15 K
- C) -258,15 K
- D) 15 K
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Descrivi cosa accade, dal punto di vista energetico e microscopico, quando si riscalda un pezzo di ghiaccio a -20 °C fino a trasformarlo completamente in vapore a 120 °C. Indica in quali fasi varia la temperatura e in quali resta costante, spiegandone il motivo.
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Perché un'ustione da vapore acqueo a 100 °C è generalmente più grave di un'ustione da acqua liquida alla stessa temperatura? Rispondi facendo riferimento al concetto di calore latente di vaporizzazione.