Esercizi di primo principio per il semestre filtro
27 domande di primo principio come all'esame di fisica del semestre filtro di medicina · 21 a risposta multipla e 6 a completamento, tutte con la spiegazione · le prime qui sotto, gratis
📖 In un minuto
Primo principio
L'energia si conserva: il calore ricevuto diventa energia interna o lavoro
Q positivo se il gas assorbe calore, L se compie lavoro
Isocora: L = 0 e ΔU = Q. Isoterma: ΔU = 0 e Q = L
Adiabatica: Q = 0. Il gas che si espande si raffredda
Ciclo: ΔU = 0 e lavoro netto = area racchiusa nel piano p–V
FormulaΔU = Q − Lisobara: L = p · ΔV
Esempio
Il gas assorbe 620 J e compie 180 J di lavoro: ΔU = 440 J
⚠️ La trappola
In L = p · ΔV il volume va in m³: 1 L = 10⁻³ m³
Cosa chiede l'esame
Il primo principio, ΔU = Q − L, applicato alle trasformazioni dei gas perfetti: isoterma, isobara, isocora, adiabatica. All'esame di dicembre 2025 c'era la variazione di energia interna di un gas perfetto: n·cᵥ·ΔT
Le trappole
Il segno: Q è positivo se il calore entra, L è positivo se il gas compie lavoro sull'esterno. Alcuni libri usano la convenzione opposta, quindi guarda la formula nelle opzioni
Per un gas perfetto ΔU dipende solo da ΔT, in qualsiasi trasformazione: per questo si usa sempre cᵥ, anche se il volume cambia. Isoterma: ΔU = 0, quindi Q = L. Isocora: L = 0, quindi Q = ΔU. Adiabatica: Q = 0
Come ragionare
Riconosci la trasformazione, scrivi quale termine vale zero e solo dopo usa il primo principio. Così la risposta spesso arriva senza conti
Esercizi di primo principio: prova tu
Domanda 1
Secondo il primo principio della termodinamica, l'energia interna di un sistema è una funzione di stato che varia per effetto di
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Giusta la D: Calore e lavoro scambiati con l'ambiente
ΔU = Q − L: l'energia interna varia per effetto del calore scambiato e del lavoro compiuto, non dal cammino seguito, essendo funzione di stato
Domanda 2
Confrontando, a partire dallo stesso stato iniziale, un'espansione isoterma e una adiabatica di un gas ideale, nel piano P–V la curva dell'adiabatica rispetto a quella dell'isoterma è:
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Giusta la B: Più ripida: il gas si raffredda espandendosi
L'adiabatica è più ripida dell'isoterma nel piano P–V: espandendosi senza ricevere calore, il gas si raffredda e la pressione scende più rapidamente
Domanda 3
Quando un corpo assorbe calore a volume costante, certamente aumenta la sua
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Giusta la C: energia interna
A volume costante il lavoro è nullo, quindi per il primo principio ΔU = Q: se assorbe calore l'energia interna aumenta. A), D), B),
Domanda 4
Un gas esegue una trasformazione isocora a una temperatura di 400 K. Se il calore scambiato durante la trasformazione è 500 J, qual è il lavoro svolto dal gas?
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Giusta la D: 0 J
Isocora: il volume non cambia, quindi L = p·ΔV = 0. Il calore (500 J) va tutto in energia interna. D)
Domanda 5
Quale delle seguenti alternative descrive correttamente il principio di conservazione dell'energia?
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Giusta la B: L'energia non può essere creata né distrutta, ma solo trasformata da una forma all'altra
Conservazione dell'energia: l'energia non si crea né si distrugge, ma si trasforma; in un sistema isolato il totale è costante. B)
Domanda 6 · a completamento
Per un gas biatomico, sapendo che c_V = 20,8 J/(mol·K) e R = 8,314 J/(mol·K), secondo la relazione di Mayer c_P vale circa ...... J/(mol·K)
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Risposta: 29.1
Relazione di Mayer: c_P = c_V + R = 20,8 + 8,314 ≈ 29,1 J/(mol·K)