Quiz esami con soluzioni di Termodinamica

Mezzo

41 Il postulato di fourier per la conduzione termica è applicabile:

-ad un qualunque mezzo continuo

-solo nel caso di mezzi solidi

-solo a mezzi omogenei

-solo nel caso le proprietà del mezzo non dipendano dalla temperatura

-solo nei mezzi isotropi

Extra

42 Sono grandezze intensive:

-Pressione, temperatura e volume

-Entalpia specifica, temperatura e volume

-Pressione, temperatura e lavoro

-Pressione, temperatura ed entropia specifica

43 Un filo di rame di raggio r, percorso da corrente elettrica, si scalda per effetto Joule. La

temperatura del filo

-È costante lungo r

-È massima sulla superficie esterna del filo

-È massima a r/2

-È massima al centro

44 Il flusso netto scambiato tra due superfici nere rispettivamente alla temperatura T1 = 120°C a

T2 = 50°C è pari a 100 W. Se la superficie 1 è 1 m2

, il fattore di forma F1-2 è:

-0.136

-0.754

--0.272

--17.539

45 Nello strato limite su lastra piana la velocità

-È uguale a quella della regione indisturbata

-È sempre maggiore di quella della regione indisturbata

-È sempre minore di quella della regione indisturbata solo se il moto è laminare

-È sempre minore di quella della regione indisturbata

46 La relazione dh = cpdT

-È valida solo se si considera l’equazione di Van der Waals

-È valida solo per una trasformazione a pressione costante di un gas ideale

-È valida solo per trasformazioni reversibili di un gas ideale

-È valida per qualsiasi trasformazione compiuta da un gas ideale

47 Il rendimento di un ciclo Diesel

- cresce al crescere del rapporto di introduzione;

-è indipendente dal rapporto di introduzione;

-diminuisce al crescere del rapporto di introduzione.

-a parità del rapporto di compressione il rendimento è maggiore del

ciclo Otto

48 Detti cp il calore specifico a pressione costante, lambda la conduttività termica e u la

viscosità dinamica, il numero di Prandtl è dato da:

-cp*u/lambda

-cp*lambda/u

-lambda/(cp*u)

-cv*lambda/u

49 Per un fluido che compie un ciclo termodinamico si può affermare

che:

-in ogni trasformazione del ciclo il lavoro scambiato è uguale al

calore scambiato;

-ad ogni ciclo sono nulle le variazioni di pressione, di temperatura

e di entropia

- ad ogni ciclo sono nulle le variazioni di temperatura, di pressione

e il calore complessivamente scambiato

- ad ogni ciclo sono nulle le variazioni di temperatura e di

pressione e di entropia solo se il ciclo è reversibile

50 Tra due pareti piane entrambe alla temperatura di 20 °C è interposto il vuoto:

- il flusso termico radiativo netto scambiato tra le due pareti è nullo

- il flusso termico radiativo emesso dalle singole pareti è nullo

- il flusso termico radiativo netto scambiato tra le due pareti è nullo

solo se le due pareti si comportano come corpi neri

- il flusso termino radiativo netto scambiato tra le due pareti non è

Nullo

51 Nello scambio termico radiativo i fattori di forma sono:

- indipendenti dalla temperatura

- indipendenti dalla distanza tra le due superfici

- dipendenti dalla temperatura

- coefficienti sempre maggiori o uguali a uno, espressi in W/m2

51 Un fluido percorre una trasformazione reversibile. Detta s la

variazione di entropia specifica del fluido e sirr la produzione di

entropia specifica per irreversibilità, si può affermare che

1) delta s=0

2) sirr=0

3) delta s=sirr

4) sirr>0

52 La costante di Stefan-Boltzmann è:

- dipendente dalla temperatura

-una costante adimensionata

- espressa in W/m2/K4

- dipendente dalla quarta potenza della temperatura

53 Per una generica sostanza che evolve lungo la linea di trasformazione Γ tra stati A, B non coincidenti,

l’integrale lungo Γ del rapporto δQ/T

-è sempre maggiore di zero

-non può essere definito perché la linea di trasformazione non è chiusa

-è sempre minore di zero

-È sempre nullo nel caso di trasformazione reversibile

→-può assumere valori positivi, negativi o nulli

54 Per le miscele ideali di gas ideali, il modello di Amagat-Leduc

-introduce il concetto di pressione parziale

-stabilisce che il processo di mescolamento è reversibile nel caso adiabatico

→-introduce il concetto di volume parziale

-introduce il concetto di frazione molare

-stabilisce che l’energia interna della miscela dipende dal volume occupato

55 Uno scambiatore a tubi concentrici è utilizzato per riscaldare un liquido sottoraffreddato e condensare

uno allo stato di liquido saturo del vapore umido. Assumendo isobare le trasformazioni dei due fluidi, si può

affermare che:

-il numero di unità di trasporto è sempre inferiore all’unità

-il numero di unità di trasporto tende a zero

-per la disposizione equicorrente l’efficienza dello scambiatore non può superare il 50%

-nel caso della disposizione contro corrente l’efficienza dello scambiatore è più elevata potrebbe essere

vero in un caso generale, però sapendo che da un lato dello scabiatore c’è un fluido in cambiamento di fase

con un isoterma e un calore specifico caratteristico che tende all’infinito, all’ora è indifferente che sia in

equi e contro corrente

→-l’efficienza dello scambiatore non dipende dalla disposizione dei fluidi

56 Per una sostanza a comportamento ideale che evolve lungo una trasformazione politropica

caratterizzata da un aumento di temperatura e una diminuzione di entropia, è possibile affermare che

-la trasformazione è adiabatica e reversibile

-la trasformazione non è reversibile

-la pressione della sostanza diminuisce

-il volume specifico della sostanza aumenta

→-il calore specifico caratteristico della trasformazione è negatico

57 Per una superficie corpo grigio, ai fini degli scambi radiativi

-è necessariamente trasparente alla radiazione incidente

-il flusso termico emesso è sempre inferiore a quello del corpo nero

-il flusso termico emesso è sempre superiore a quello del corpo nero

→-riflette parte del flusso radiativo incidente

-presenta un fattore di forma inferiore all’unità

58 Per quanto riguarda il moto interno ad un condotto di sezione circolare, nel caso di regime laminare il

numero di Graetz

-stabilisce il confronto tra lo strato limite della velocità e quelle delle temperature

→-consente l’identificazione del tratto di tubazione in cui si stabilizza lo strato limite delle velocità

-è costante lungo la tubazione

-è inversamente proporzionale al numero di Reynolds

-è proporzionale al numero di Nusselt

59 Per una sostanza caratterizzata dal coefficiente di joule-Thomson negativo, è possibile affermare che

→-al diminuire della pressione aumenta la temperatura

-al diminuire della pressione diminuisce la temperatura

-l’entropia della sostanza diminuisce al diminuire della pressione

-la sostanza segue il comportamento ideale

-alla sostanza è sottratto calore

60 Il ciclo inverso di Carnot può essere idealmente realizzato nella regione del vapore saturo umido di un

determinato fluido, in condizioni stazionarie è possibile affermare che:

se è ciclo di Carnot non c’è laminazione

-la laminazione del fluido termina nello stato di liquido saturo

-la compressione è eseguita nella regione del vapore surriscaldato

-il calore scambiato durante la condensazione è in valore assoluto inferiore a quello scambiato durante

l’evaporazione

→-il calore scambiato durante la condensazione è in valore assoluto maggiore di quello scambiato durante

l’evaporazione

-la laminazione del fluido è eseguita a partire dallo stato di liquido saturo

61 Per un condotto a sezione circolare, il raggio critico di isolamento

→-consente di individuare lo spessore isolante che rende massimo il flusso termico scambiato per unità di

lunghezza

-individua il raggio d’isolamento efficace

-dipende dal diametro esterno del condotto

-dipende dalla resistenza termica del condotto

Consente di individuare lo spessore che rende minimo il flusso termico scambiato per unità di lunghezza

62 Per una generica sostanza che evolve lungo una trasformazione isobara, la variazione locale dell’entalpia

ℎ

( )

specifica con la temperatura

→-concorde con il valore locale del calore specifico a pressione costante

-è sempre minore di zero

-coincide con il valore locale dell’entropia

-è sempre minore di zero

-è proporzionale al rapporto tra calori specifici

ESERCIZI

1 In un determinato stato di riferimento, le entalpie di formazione di O2 (32 kg/kmol), CO (28 kg/kmol) e

CO2 (44 kg/kmol) sono rispettivamente: 0, -111 MJ/kmol e 394 MJ/kmol. In base alla reazione di

ossidazione CO + 1/2O2 -> CO2, determinare l’energia termica liberata da 50g di CO.

2 Determinare l’energia interna di un litro di acqua alla pressione di 52 bar e alla temperatura di 245 °C.

3 Una determinata portata umida di un gas monoatomico alla pressione di 2 bar é alla temperatura di 10

°C. Della portata umida é misurata la temperatura di rugiada di 7 °C. Determinare l’ umidità relativa della

miscela umida.

4 Una cella freezer posta in un ambiente alla temperatura di 25 °C deve essere mantenuta alla temperatura

di -18 °C. Determinare il massimo coefficiente di prestazione ottenibile da un ciclo frigorifero.

5 Determinare la densità dell’acqua nello stato definito da: p = 2 bar, h = 3120 kJ/kg

6 Un condotto trasporta 0.5 kg/s d’acqua nelle condizioni di liquido saturo alla pressione di 40 bar. Nel

transitare attraverso un’ostruzione subisce una caduta di pressione di 2 bar. Determinare la portata di

vapore che si forma a valle dell’ostruzione.

7 Di un fluido frigorigeno sono note alcune coordinate termodinamiche in corrispondenza allo stato saturo

indicato in tabella (L = liquido, V = vapore) p (bar) T(°C) hL (kJ/kg) hV (kJ/kg) sV (kJ/kg K) 15 5 100 200 0.20

Determinare l’entropia del liquido saturo.

8 Le pressioni estreme a cui deve operare un impianto frigorifero sono 2.1 bar e 21 bar. Per il fluido

frigorigeno, in tabella sono indicate alcune grandezze relative agli stati saturi sulla curva limite superiore

La compressione del fluido avviene a partire dallo stato saturo indicato in tabella e la portata necessaria di

fluido frigorigeno è 50 kg/h. Determinare, in valore assoluto, la minima potenza richiesta per la

compressione.

9 Due fluidi con la medesima capacità t