17 07 21

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Fisica - Appello del 17/07/21 Soluzione commentata Form 1 - Domande a risposta chiusa Le domande dalla 1 alla 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 volume triplica espandendosi in una camera vuota costituita da pareti adiabatiche. La costante universale dei gas R vale 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 finale. Ricordiamo che per una isoterma reversibile: δQ =δL =pdV =nRTdV V per cui: ∆S = ˆ rev δQ T = ˆ Vf Vi nRdV V =nR lnVf Vi ∆S =nR ln 3 = 27.4 J/K 2. Calcolare la differenza di pressione idrostatica nel sangue in una persona alta 1.83 m, supponendo che la densit` a del sangue sia 1.06· 103 kg/m3. • La pressione in un punto qualsiasi di un fluido pesante pu` o essere scritta come: p =p0 +ρgh dove ρ ` e la densit` a del fluido,g ` e l’accelerazione di gravit` a eh ` e la quota, misurata su un asse verticale rivolto verso il basso a partire da un punto noto a pressione p0. La componente ρgh ` e detta pressione idrostatica. • La differenza di pressione idrostatica nel sangue di una persona pu` o essere valutata quindi come differenza della componente idrostatica tra la pianta dei piedi e la sommit` a del capo, ovvero: ∆p =ρgh doveh ` e l’altezza della persona. Con i dati forniti nel quesito: ∆p = 1.90· 104 Pa 3. L’energia interna di un gas ideale monoatomico a temperatura T costituito da n moli si scrive…