1. 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.
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. La spinta di Archimede su un corpo immerso in un fluido è uguale a:
💡Spiegazione
Il principio di Archimede afferma che un corpo immerso in un fluido riceve una spinta verso l'alto pari al peso del fluido spostato: F = ρ_fluido × g × V_immerso. Se la spinta è maggiore del peso, il corpo galleggia; se è minore, affonda.
4. Il principio di Pascal afferma che:
💡Spiegazione
Il principio di Pascal afferma che la pressione applicata a un fluido confinato si trasmette inalterata in ogni punto del fluido e in tutte le direzioni. È il principio alla base del torchio idraulico, dei freni idraulici e degli impianti oleodinamici.
5. Una trasformazione adiabatica è una trasformazione in cui:
💡Spiegazione
In una trasformazione adiabatica non c'è scambio di calore tra sistema e ambiente (Q = 0). Tutto il lavoro è fornito dall'energia interna. Si realizza in processi molto rapidi o con sistemi ben isolati termicamente. È governata dalla legge pVᵞ = costante.
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. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
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