La viscosità è la proprietà che esprime la resistenza di un fluido allo scorrimento (attrito interno tra le molecole). Si misura in Pa·s (pascal per secondo). Il miele ha alta viscosità, l'acqua bassa. La viscosità diminuisce con l'aumento della temperatura nei liquidi.
2. La pressione idrostatica in un fluido dipende da:
💡Spiegazione
La pressione idrostatica è p = ρ × g × h, dove ρ è la densità del fluido, g l'accelerazione di gravità e h la profondità. La pressione aumenta linearmente con la profondità e non dipende dalla forma del recipiente (paradosso idrostatico).
3. Il primo principio della termodinamica afferma che:
💡Spiegazione
Il primo principio della termodinamica è la legge di conservazione dell'energia: Q = ΔU + L. Il calore Q fornito a un sistema aumenta la sua energia interna ΔU e/o viene convertito in lavoro L. L'energia non si crea né si distrugge, si trasforma.
4. Il calore specifico di un materiale è:
💡Spiegazione
Il calore specifico c (J/(kg·K)) è la quantità di calore necessaria per innalzare di 1 grado la temperatura di 1 kg di sostanza. L'acqua ha c = 4186 J/(kg·K), l'acciaio circa 500 J/(kg·K). La formula è Q = m × c × ΔT.
5. Un albero di trasmissione è un elemento meccanico che:
💡Spiegazione
L'albero di trasmissione è un organo meccanico cilindrico che trasmette il moto rotatorio e la coppia torcente tra componenti della macchina (motore, cambio, ruote). È sollecitato principalmente a torsione e flessione. Il dimensionamento considera gli sforzi e la fatica.
6. L'equazione di continuità per un fluido incomprimibile in un condotto afferma che:
💡Spiegazione
L'equazione di continuità A₁v₁ = A₂v₂ esprime la conservazione della massa: dove la sezione A diminuisce, la velocità v aumenta (e viceversa). È il motivo per cui l'acqua esce più velocemente da un tubo quando si restringe l'apertura.
7. L'entropia è una grandezza termodinamica che misura:
💡Spiegazione
L'entropia (S) è una misura del disordine molecolare di un sistema. Il secondo principio della termodinamica afferma che in un sistema isolato l'entropia non può mai diminuire: i processi naturali spontanei vanno verso un aumento del disordine.
8. Il ciclo di Carnot è composto da:
💡Spiegazione
Il ciclo di Carnot è il ciclo termodinamico ideale più efficiente, composto da: espansione isoterma, espansione adiabatica, compressione isoterma e compressione adiabatica. Il suo rendimento η = 1 - T₂/T₁ dipende solo dalle temperature delle sorgenti.
9. Il rendimento di una macchina termica è sempre:
💡Spiegazione
Per il secondo principio della termodinamica, nessuna macchina termica può convertire completamente il calore in lavoro. Il rendimento η = L/Q₁ = 1 - Q₂/Q₁ è sempre minore di 1. Il rendimento massimo teorico è quello del ciclo di Carnot: η = 1 - T₂/T₁.
10. La portata di un fluido è definita come:
💡Spiegazione
La portata volumetrica Q = A × v, dove A è l'area della sezione trasversale e v la velocità media del fluido. Si misura in m³/s. La portata massica è ṁ = ρ × A × v (kg/s). Nell'equazione di continuità, la portata si conserva.
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