2021 22 Exam collection

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Politecnico di Milano - A.A. 2021/2022 Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica Esame di Fisica Tecnica - Appello del 20 gennaio 2022 Cognome: Nome: Numero di matricola: Voto 1 -. . . . . . . . . /8 2 -. . . . . . . . . /8 3 -. . . . . . . . . /8 4 -. . . . . . . . . /6 Complessivo . . . . . . . . . /30 Il tempo a disposizione è di2 ore e 40 minuti. Non possono essere consultati libri e appunti.Al termine della prova deve essere consegnato il testo dell’esame con irisultati numerici riportati a fianco di ogni domanda, nelle unità di misura richieste dal problema, edun solofoglio protocollo con lo svolgimento degli esercizi. Problema 1 (8 punti) Un semplice compressore per ottenere gas ad alta temperatura consiste in un cilindro adiabatico chiuso da un pistone di areaA = 10 cm2 su cui è poggiato un peso di massaM. Il pistone ha massa trascurabile, è adiabatico ed è libero di muoversi senza attrito lungo le pareti del cilindro. Inizialmente il pistone è mantenuto fermo da un supporto ad una quotaz1 = 3 m, misurata dal fondo del cilindro. Il gas, da considerarsi perfetto e con molecola poliatomica non allineata, ha inizialmente una temperaturaT1 = 300 K ed una pressione pari a quella atmosferica p1 = 0.1 MPache grava sul pistone. Dopo avere rimosso il supporto il gas raggiunge un nuovo stato di equilibrio stabile. Determinare: 1. La massa del pesoM, in kg, considerando una temperatura finale del gasT2 = 1000 K 2. La quota finalez2 del pistone, incm, considerando una temperatura finale del gasT2 = 815 K ed un peso di massa M = 70 kg 3. Il minimo lavoro necessario, in kJ, per portare il gas alla temperatura T2 = 815 K, disponendo di un serbatoio alla temperatura T0 = 300 K ed alla pressione p0 = 100 kPa e considerando un peso di massa M = 70 kg Dopo avere compresso il gas…