Paniere di Energetica ambientale (2025) - Risposte aperte e multiple

INGEGNERIA INDUSTRIALE

Docente: Mugnini Alice

Lezione 002

01. Quale affermazione non è corretta?

l'energia elettrica può essere facilmente accumulata

l'energia elettrica è dovuta al movimento di cariche elettriche

l'energia elettrica è una forma di energia secondaria

l'energia elettrica può essere trasportata su lunghe distanze

02. Quale affermazione non è corretta?

Il lavoro può essere definito lungo una trasformazione che porti il sistema da uno stato di equilibri iniziale a uno finale.

Il lavoro è una grandezza di scambio

Per convenzione il lavoro è positivo quando viene ceduto dal sistema all'ambiente

Il lavoro è una grandezza di stato

03. Di quanto cambia l’energia potenziale di un sistema avente massa m = 200 kg quando viene trasportato dal piano terra al 15esimo piano di un grattacielo, se

l’altezza di ogni piano è pari a 5 m?

147.15 J

15 kJ

147.15 kJ

15 J

04. Di quanto cambia l’energia potenziale di un sistema avente massa m = 1 kg quando viene trasportato dal piano terra al 20esimo piano di un grattacielo, se

l’altezza di ogni piano è pari a 3 m?

588.6 J

588.6 kJ

0.588 J

5.88 kJ

05. Un corpo di massa m = 100 kg viaggia a w = 90 km/h. Quanto vale l’energia cinetica posseduta dal corpo?

405 J

405 kJ

31 kJ

31 J

06. Un corpo di massa m = 50 kg viaggia a w = 60 km/h. Quanto vale l’energia cinetica posseduta dal corpo?

nessuna delle altre

69 J

7 J

31 J

07. Quale affermazione non è corretta?

Il calore si trasferisce in presenza di una differenza di temperatura

Il calore è una grandezza di stato

Il calore è una grandezza di scambio

Per convenzione il calore è positivo quando viene trasferito al sistema

08. Fornire le definizioni di energia, lavoro e calore © 2016 - 2022 Università Telematica eCampus - Data Stampa 23/09/2022 18:03:25 - 4/77

Set Domande: ENERGETICA AMBIENTALE

INGEGNERIA INDUSTRIALE

Docente: Mugnini Alice

Lezione 003

01. Cosa si intende per irreversibilità in un processo termodinamico?

08 L'energia è la capacità di un sistema di compiere lavoro o trasferire calore. È una grandezza fisica che può manifestarsi in

varie forme, come energia cinetica, potenziale, termica, elettrica, chimica, ecc. L'energia è una grandezza di stato, il che significa

che dipende solo dagli stati iniziale e finale del sistema e non dal percorso seguito per arrivare da uno stato all'altro. L'energia

totale di un sistema isolato si conserva nel tempo, secondo il principio di conservazione dell'energia

Il lavoro è una forma di trasferimento di energia che avviene quando una forza agisce su un corpo e provoca uno spostamento.

Il calore è una forma di trasferimento di energia che avviene tra due sistemi o tra un sistema e l'ambiente circostante a causa di

una differenza di temperatura. Non è una forma di energia contenuta in un sistema, ma piuttosto un modo in cui l'energia viene

trasferita. Il calore è una grandezza di scambio e, come il lavoro, non è una grandezza di stato, poiché dipende dal percorso e

dal processo attraverso cui avviene il trasferimento di energia. Per convenzione, il calore è considerato positivo quando viene

trasferito al sistema e negativo quando viene trasferito dal sistema all'ambiente.

01 L'irreversibilità in un processo termodinamico si riferisce a una trasformazione che non può essere invertita

esattamente, riportando il sistema e l'ambiente circostante al loro stato iniziale senza lasciare alterazioni o effetti residui.

In altre parole, un processo è irreversibile se non è possibile tornare al punto di partenza senza che avvengano

cambiamenti irreversibili nell'universo, come la dissipazione di energia sotto forma di calore.

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Set Domande: ENERGETICA AMBIENTALE

INGEGNERIA INDUSTRIALE

Docente: Mugnini Alice

Lezione 004

01. Cosa afferma il Primo Principio della Termodinamica?

01 Il Primo Principio delle Termodinamica è noto come “principio di conservazione dell’energia” e nasce

dall’osservazione sperimentale che, per sistemi non relativistici, l’energia non può essere né creata

né distrutta, ma può solo cambiare forma.

In un processo ciclico la quantità di calore netto scambiata fra il sistema e

l’ambiente (presa con il suo segno) è uguale alla quantità di lavoro netto scambiato (presa con il

suo segno) tra sistema e ambiente. © 2016 - 2022 Università Telematica eCampus - Data Stampa 23/09/2022 18:03:25 - 6/77

Set Domande: ENERGETICA AMBIENTALE

INGEGNERIA INDUSTRIALE

Docente: Mugnini Alice

Lezione 005

01. Cosa afferma il Primo Secondo della Termodinamica?

01 Formulazione Secondo Principio: Enunciato di KELVIN-PLANK

È impossibile realizzare una trasformazione termodinamica il cui unico risultato sia quello di assorbire

calore da una sola sorgente e di trasformarlo integralmente in lavoro. Si può quantificare l’efficienza di un motore termico

attraverso il rendimento termico: rapporto tra il lavoro netto ottenuto e la quantità di calore assorbita

Formulazione Secondo Principio: Enunciato di CLAUSIUS

Postulato: “È impossibile realizzare una trasformazione termodinamica il cui unico risultato sia quello

di far passare calore da un corpo a temperatura minore ad un corpo a temperatura superiore”. Si può quantificare l’efficienza

di una macchina frigorifera attraverso il coefficiente di prestazione (COPf). Si può quantificare l’efficienza di una pompa di

calore attraverso il coefficiente di prestazione (COPpdc) © 2016 - 2022 Università Telematica eCampus - Data Stampa 23/09/2022 18:03:25 - 7/77

Set Domande: ENERGETICA AMBIENTALE

INGEGNERIA INDUSTRIALE

Docente: Mugnini Alice

Lezione 006

01. Il rapporto in valore assoluto tra flusso di exergia e quantità di calore scambiato:

diminuisce se la temperatura scende al di sotto della temperatura ambiente

diminuisce se la temperatura sale al di sopra della temperatura ambiente

aumenta all'infinito se la temperatura tende allo zero assoluto

aumenta all'infinito se la temperatura sale al di sopra della temperatura ambiente

02. Si calcoli l'exergia specifica di una massa d'aria a 300 °C e 2500 kPa, essendo la temperatura ambiente 22 °C e la pressione ambiente 1 bar (cp_aria=1 kJ/(kg

K) e R=287 J/(kg K)).

335 kJ/kg ex = cp(T−Ta)−Ta(cp ln(T/ Ta) −R ln(p/pa))=

728 kJ/kg 1000 (573.15-295.15) - 295.15 (1000 ln(573.15/295.15) - 287 ln(2.500.000/100.000)=

278-(-77.2)= 355.2 Kj/Kg

nessuna delle altre = ( −)−(ln

83 kJ/kg − ln

03. L'exergia associata ad un flusso di massa m è definita come: ) = 355 kJ/kg K

(h+ha)-Ta(s+sa)

(sa-s)-Ta(ha-h)

nessuna delle altre

m((h-ha)-Ta(s-sa))

04. L'exergia associata ad un trasferimento di calore Q è:

Q(T-Ta)Ta

Q(Ta-T)/T

Q Ta/T

Q(T-Ta)/T

05. Si calcoli l'exergia specifica di una massa d'acqua a 90 °C e alla pressione atmosferica (1 bar), essendo la temperatura ambiente 273 K (calore specifico

dell'acqua pari a 4.18 kJ/(kg K)).

17 kJ/kg exf= cp ((T-Ta)-Ta(lnT/Ta))

51 kJ/kg Kelvin= °C +273.15

10.8 kJ/kg

0.7 kJ/kg

06. Si calcoli l'exergia specifica di una massa d'acqua a 50 °C e alla pressione atmosferica (1 bar), essendo la temperatura ambiente 10 °C (calore specifico

dell'acqua pari a 4.18 kJ/(kg K)).

0.7 kJ/kg

17 kJ/kg exf= cp ((T-Ta)-Ta(lnT/Ta))

10.8 kJ/kg Kelvin= °C +273.15

51 kJ/kg

07. Si calcoli l'exergia specifica di una massa d'acqua a 70 °C e alla pressione atmosferica (1 bar), essendo la temperatura ambiente 18 °C (calore specifico

dell'acqua pari a 4.18 kJ/(kg K)).

10.8 kJ/kg exf= cp ((T-Ta)-Ta(lnT/Ta))

17 kJ/kg Kelvin= °C +273.15

51 kJ/kg

0.7 kJ/kg © 2016 - 2022 Università Telematica eCampus - Data Stampa 23/09/2022 18:03:25 - 8/77

Set Domande: ENERGETICA AMBIENTALE

INGEGNERIA INDUSTRIALE

Docente: Mugnini Alice

08. Si calcoli l'exergia specifica di una massa d'acqua a 30 °C e alla pressione atmosferica (1 bar), essendo la temperatura ambiente 20 °C (calore specifico

dell'acqua pari a 4.18 kJ/(kg K)).

0.7 kJ/kg

17 kJ/kg exf= cp ((T-Ta)-Ta(lnT/Ta))

51 kJ/kg Kelvin= °C +273.15

10.8 kJ/kg

09. Si calcoli l'exergia specifica di una massa d'aria a 150 °C e 25 bar, essendo la temperatura ambiente 15 °C e la pressione ambiente 0.1 MPa (cp_aria=1 kJ/(kg

K) e R=287 J/(kg K)).

110 kJ/kg

2 kJ/kg ex = cp(T−Ta)−Ta(cp ln(T/ Ta) −R ln(p/pa))=

Nessuna delle altre Kelvin=°C+273.15

24 kJ/kg cp_aria=J/kgK

Pressione= 1bar=100kPa - 1MPa=1000kPa

10. Quale affermazione non è corretta?

L'exergia dipende dall'ambiente di riferimento

L'exergia di un sistema si conserva

L'exergia è definita come il massimo lavoro ottenibile da un sistema

L'exergia è legata alla qualità dell'energia

11. Si calcoli l'exergia specifica di una massa d'aria a 300 °C e 2000 kPa, essendo la temperatura ambiente 20 °C e la pressione ambiente 1 bar (cp_aria=1 kJ/(kg

K) e R=287 J/(kg K)).

335 kJ/kg ex = cp(T−Ta)−Ta(cp ln(T/ Ta) −R ln(p/pa))=

83 kJ/kg Kelvin=°C+273.15

cp_aria=J/kgK

Nessuna delle altre Pressione= 1bar=100kPa - 1MPa=1000kPa

728 kJ/kg

12. Nell'ipotesi che la temperatura ambiente sia pari a 300 K, si calcoli l'exergia associata a Q = 100 kJ fornito a 1000 K.

15 kJ EXQ=Q(1-Ta/T)

50 kJ

70 kJ

3 kJ

13. Nell'ipotesi che la temperatura ambiente sia pari a 20 °C, si calcoli l'exergia associata a Q = 10 kJ fornito a 1000 K.

2 Wh EXQ=Q(1-Ta/T)

7 Wh 1Wh=3600J

2 kWh

7 kWh

14. Nell'ipotesi che la temperatura ambiente sia pari a 27 °C, si calcoli l'exergia associata a Q = 10 kWh/kg forniti a 800 °C ad una massa di 2 kg.

52 kJ EX=m • Q •(1-Ta/T)

14 kWh

14 MJ

7 kJ © 2016 - 2022 Università Telematica eCampus - Data Stampa 23/09/2022 18:03:25 - 9/77

Set Domande: ENERGETICA AMBIENTALE

INGEGNERIA INDUSTRIALE

Docente: Mugnini Alice

15. Nell'ipotesi che la temperatura ambiente sia pari a 27 °C, si calcoli l'exergia associata a Q = 10 kWh fornito a 800 °C.

7 kJ EXQ=Q(1-Ta/T)

26'000 kWh 1Wh=3600J

26 MJ

7 MJ

16. Nell'ipotesi che la temperatura ambiente sia pari a 27 °C, si calcoli l'exergia associata a Q = 100 kWh fornito a 800 °C.

26 MJ EXQ=Q(1-Ta/T)

259 MJ 1Wh=3600J

259 kWh

26 k