Computer Engineering - Fisica

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Fisica - Appello del 17/07/21 Soluzione commentataForm 1 - Domande a risposta chiusa Le domande dal la 1 al la 8 sono presentate a ciascuno studente in ordine casuale. 1.Calcolare la variazione di entropia di 3 moli di gas ideale sapendo che il suo volumetriplica espandendosi in una camera vuota costituita da pareti adiabatiche. La costante universale dei gasRvale 8.31 J K 1 mol 1 . Si tratta di una espansione libera, in cui il gas ideale non compie lavoro, non scambia calore e non varia la sua energia interna. La sua temperatura rimane costante: si tratta di una trasformazione isoterma irreversibile. Calcoliamo la variazione di entropia valutando l'integrale di Clausius su una trasformazione isoterma reversibile che congiunge lo stesso stato iniziale e lo stesso stato nale. Ricordiamo che per una isoterma reversibile: Q=L=p dV=nRTdVV per cui:
S= revQT = Vf VinR dVV = nRlnV fV i
S=nRln 3 = 27:4 J=K2.Calcolare la dierenza di pressione idrostatica nel sangue in una persona alta 1.83 m, supponendo che la densita del sangue sia 1:06
103 kg/m3 . La pressione in un punto qualsiasi di un uido pesante puo essere scritta come: p=p 0+ gh dovee la densita del uido,ge l'accelerazione di gravita ehe la quota, misurata su un asse verticale rivolto verso il basso a partire da un punto noto a pressionep 0. La componenteghe detta pressione idrostatica. La dierenza di pressione idrostatica nel sangue di una persona puo essere valutata quindi come dierenza della componente idrostatica tra la pianta dei piedi e la sommita del capo, ovvero:
p=gh dovehe l'altezza della persona. Con i dati forniti nel quesito:
p= 1:90
104 Pa3.L'energia interna di un gas ideale monoatomico a temperatura Tcostituito danmoli si scrive come: (a)12 nRT (b)32 nRT (c)52 nRT (d)nRT 1  Si ricava sperimentalmente che per un gas ideale l'energia interna dipende solo dalla temperatura e la sua variazione puo essere scritta come:
U=nc V
T Dalla Teoria Cinetica dei gas ideali ricaviamo piu in particolare che: U=nc VT dove in particolare per i gas ideali monoatomicic V=32 R . La risposta corretta e dunque la (b). 4.Un libro di massam= 800 g viene premuto contro una parete verticale con una forza di 10 N; sapendo che il coeciente di attrito statico tra il libro e la parete vale 0.4, cosa accade al libro? (a)Si muove verso l'alto con accelerazione di circa 4.8 m/s2 . (b)Non si muove.(c)Si muove verso l'alto con accelerazione di circa 8.6 m/s2 . (d)Si muove verso il basso con accelerazione di circa 4.8 m/s2 . Imponiamo un sistema di riferimento cartesiano con l'assexorizzontale entrante nella parete e l'asseyverticale parallelo alla parete, rivolto verso l'alto. Sul libro agiscono: {la forza peso~ P=mg~u y; {la forza che preme il libro contro la parete~ F=j~ Fj~u x; {la reazione normale della parete~ Rn= j~ Rnj ~u x; {la forza di attrito radente tra la parete e il libro~ Fa= F a~u y. Non e noto inizialmente se il libro sia fermo o si muova, quindi non e noto se la forza di attrito sia di tipo statico o dinamico. Dal momento che il libro e premuto contro la parete, l'eventuale moto del libro puo avvenire solo verticalmente, lungoy. Mentre in direzionexpossiamo scrivere: Fris;x= j~ Fj j~ Rnj =ma x= 0 j~ Rnj =j~ Fj In assenza di attrito si avrebbe dunque~ F0 ris= ~ Pe il libro scivolerebbe verso il basso. La forza di attrito e rivolta in verso opposto al moto (se dinamico) o al moto eventuale (se statico) percio e rivolta verso l'alto. La massima forza di attrito statico esercitabile sul libro e: j~ Fas;maxj = sj~ Rnj = 0:4
10N= 4N La forza risultante in assenza di attrito vale: j~ F0 risj =j~ Pj=mg= 0:8 kg
9:81 m=s2 '7:85 N Poichej~ Fas;maxj