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Fisica - M. Obertino PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA La variazione di energia interna  U di un sistema è legata al calore Q e al lavoro L scambiati.

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1 Fisica - M. Obertino PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA La variazione di energia interna  U di un sistema è legata al calore Q e al lavoro L scambiati dal sistema con l’ambiente dalla relazione: Occhio al segno di Q ed L! Q Q Q Q Q>0 Q<0 L L L L L>0 L<0 L’energia interna è una proprietà del sistema che dipende dal suo stato; è cioè una funzione di stato. Altre funzioni di stato sono p,V,T. Calore e lavoro non sono funzioni di stato!

2 Fisica - M. Obertino Il primo principio della termodinamica vale: [a] solo per i gas perfetti [b] sia per i gas perfetti che per i gas reali [c] per tutte le sostanze purchè non si verifichino cambiamenti di stato [d] per tutte le sostanze purchè le trasformazioni avvengano a temperatura costante [e] per tutte le sostanze e per tutti i tipi di trasformazioni Esercizio

3 Fisica - M. Obertino Il primo principio della termodinamica vale: [a] solo per i gas perfetti [b] sia per i gas perfetti che per i gas reali [c] per tutte le sostanze purchè non si verifichino cambiamenti di stato [d] per tutte le sostanze purchè le trasformazioni avvengano a temperatura costante [e] per tutte le sostanze e per tutti i tipi di trasformazioni Esercizio

4 Fisica - M. Obertino TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE La trasformazioni termodinamiche sono processi utilizzati per cambiare lo stato di un sistema. Una trasformazione si dice reversibile quando è possibile, sia per la trasformazione sia per l’ambiente circostante ritornare nello stato in cui si trovavano prima che la trasformazione avvenisse. In una trsformazione reversibile:  non sono presenti attriti o altre forze dissipative  la trasformazione avviene lentamente in modo tale che in ogni istante il sistema e l’ambiente circostante siano in equilibrio (p e T uniformi in tutto il sistema)

5 Fisica - M. Obertino TIPI DI TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE per un GAS Trasformazione ISOBARA  trasformazione a pressione costante P V ViVi VfVf

6 Fisica - M. Obertino L L TIPI DI TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE per un GAS Trasformazione ISOBARA  trasformazione a pressione costante P V ViVi VfVf Per qualunque trasformazione il lavoro compiuto da/su un sistema è uguale all’area sotto la curva che rappresenta la trasformazione nel piano PV

7 Fisica - M. Obertino L L TIPI DI TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE per un GAS Trasformazione ISOBARA  trasformazione a pressione costante P V ViVi VfVf Per qualunque trasformazione il lavoro compiuto da/su un sistema è uguale all’area sotto la curva che rappresenta la trasformazione nel piano PV Trasformazione ISOCORA  trasformazione a volume costante P V

8 Fisica - M. Obertino L L TIPI DI TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE per un GAS Trasformazione ISOBARA  trasformazione a pressione costante P V ViVi VfVf Per qualunque trasformazione il lavoro compiuto da/su un sistema è uguale all’area sotto la curva che rappresenta la trasformazione nel piano PV Trasformazione ISOCORA  trasformazione a volume costante P V PiPi PfPf L=?

9 Fisica - M. Obertino L L TIPI DI TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE per un GAS Trasformazione ISOBARA  trasformazione a pressione costante P V ViVi VfVf Per qualunque trasformazione il lavoro compiuto da/su un sistema è uguale all’area sotto la curva che rappresenta la trasformazione nel piano PV Trasformazione ISOCORA  trasformazione a volume costante P V PiPi PfPf L=0 Q=  U

10 Fisica - M. Obertino TIPI DI TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE per un GAS Trasformazione ISOTERMA  trasformazione a temperatura costante P V pV=cost T=cost 

11 Fisica - M. Obertino TIPI DI TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE per un GAS Trasformazione ISOTERMA  trasformazione a temperatura costante P V pV=cost T=cost 

12 Fisica - M. Obertino TIPI DI TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE per un GAS Trasformazione ISOTERMA  trasformazione a temperatura costante P V pV=cost T=cost  U=cost  ΔU=0 Q=L

13 Fisica - M. Obertino TIPI DI TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE per un GAS Trasformazione ISOTERMA  trasformazione a temperatura costante P V pV=cost T=cost  U=cost  ΔU=0 Q=L Trasformazione ADIABATICA  trasformazione senza trasferimento di calore P V Q=0 L=-  U

14 Fisica - M. Obertino L L TIPI DI TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE per un GAS Trasformazione ISOBARA  trasformazione a pressione costante P V ViVi VfVf Per qualunque trasformazione il lavoro compiuto da/su un sistema è uguale all’area sotto la curva che rappresenta la trasformazione nel piano PV Trasformazione ISOCORA  trasformazione a volume costante P V PiPi PfPf L=0 Q=  U

15 Fisica - M. Obertino TIPI DI TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE per un GAS Trasformazione ISOTERMA  trasformazione a temperatura costante P V pV=cost T=cost  U=cost  ΔU=0 Q=L Trasformazione ADIABATICA  trasformazione senza trasferimento di calore P V Q=0 L=-  U

16 Fisica - M. Obertino Un gas si espande adiabaticamente: [a] l’energia interna del gas diminuisce [b] l’energia interna del gas aumenta [c] non viene eseguito lavoro dal gas [d] viene eseguito lavoro sul gas [e] nessuna delle precedenti risposte è corretta Esercizio

17 Fisica - M. Obertino Un gas si espande adiabaticamente: [a] l’energia interna del gas diminuisce [b] l’energia interna del gas aumenta [c] non viene eseguito lavoro dal gas [d] viene eseguito lavoro sul gas [e] nessuna delle precedenti risposte è corretta Esercizio Q = 0   U = -L < 0

18 Fisica - M. Obertino In un sistema termidinamico isolato, in generale: [a] la temperatura rimane costante [b] la temperatura aumenta [c] l’energia interna diminuisce [d] l’energia interna aumenta [e] l’energia interna resta costante Esercizio

19 Fisica - M. Obertino In un sistema termidinamico isolato, in generale: [a] la temperatura rimane costante [b] la temperatura aumenta [c] l’energia interna diminuisce [d] l’energia interna aumenta [e] l’energia interna resta costante Esercizio Un sistema si dice:  aperto se scambia sia energia che materia con l’ambiente  chiuso se scambia solo energia  isolato se non scambia nè energia nè materia

20 Fisica - M. Obertino Se un gas monoatomico si espande con una trasformazione reversibile, in quale delle seguenti condizioni compie maggior lavoro? [a] A pressione costante [b] Se la pressione aumenta proporzionalmente al volume [c] A temperatura costante [d] In una espansione adiabatica [e] Non si può dire nulla senza conoscere i dettagli della trasformazione Esercizio

21 Fisica - M. Obertino Se un gas monoatomico si espande con una trasformazione reversibile, in quale delle seguenti condizioni compie maggior lavoro? [a] A pressione costante [b] Se la pressione aumenta proporzionalmente al volume [c] A temperatura costante [d] In una espansione adiabatica [e] Non si può dire nulla senza conoscere i dettagli della trasformazione Esercizio (test 20/7) P P V V P V P V

22 Fisica - M. Obertino A temperatura costante un gas perfetto viene compresso assorbendo un lavoro di 2500 J. Il calore scambiato vale [a] 2550 J [b] J [c] kcal [d] 2.5 kcal [e] -598 J Esercizio

23 Fisica - M. Obertino A temperatura costante un gas perfetto viene compresso assorbendo un lavoro di 2500 J. Il calore scambiato vale [a] 2550 J [b] J [c] kcal [d] 2.5 kcal [e] -598 J Esercizio Trasformazione isoterma  Q=L Compressione  L = J

24 Fisica - M. Obertino Quale di queste grandezze non è misurabile in joule nel Sistema Internazionale SI? [a] Lavoro [b] Energia cinetica [c] Energia potenziale gravitazionale [d] Calore [e] Temperatura assoluta Esercizio

25 Fisica - M. Obertino Quale di queste grandezze non è misurabile in joule nel Sistema Internazionale SI? [a] Lavoro [b] Energia cinetica [c] Energia potenziale gravitazionale [d] Calore [e] Temperatura assoluta Esercizio

26 Fisica - M. Obertino SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Quando due corpi a temperature differenti sono posti in contatto termico, il passaggio spontaneo di calore è sempre dal corpo a temperatura più alta a quello a temperatura più bassa. Una macchina termica è un dispositivo che trasforma calore in lavoro. ENUNCIATO DI CLAUSIUS È impossibile realizzare una macchina termica il cui solo risultato sia di produrre lavoro scambiando calore con una sola sorgente. E NUNCIATO DI KELVIN

27 Fisica - M. Obertino FUNZIONAMENTO DI UNA MACCHINA TRMICA La macchina assorbe calore (Q A ) dalla sorgente a tempertura maggiore (T A ), compie un lavoro L e cede calore (Q B ) alla sorgente a temperatura minore (T B ). La conservazione dell’energia impone che: Q A = L + Q B Si definisce rendimento della macchina termica Per il funzionamento di una macchina termica è fondamentale che esista una differenza di temperatura tra due sorgenti. Quando il calore passa dalla sorgente calda a quella fredda, la macchina termica può attingere a questo flusso e trasformarne una parte in lavoro. Maggiore è il suo rendimento maggiore è la quanttà di calore che la macchina trasforma in lavoro

28 Fisica - M. Obertino Una macchina termica ha un rendimento del 25% e produce un lavoro di 5000 J. La quantità di calore ceduta è [a] 5 kJ [b] 10 k J [c] 15 kJ [d] 20 kJ [e] 25 kJ Esercizio

29 Fisica - M. Obertino Una macchina termica ha un rendimento del 25% e produce un lavoro di 5000 J. La quantità di calore ceduta è [a] 5 kJ [b] 10 k J [c] 15 kJ [d] 20 kJ [e] 25 kJ Esercizio

30 Fisica - M. Obertino ELETTROMAGNETISMO

31 Fisica - M. Obertino CARICA ELETTRICA Tutto ciò che ha a che fare con l’elettricità trae origine da una proprietà della materia chiamata carica elettrica In natura esistono due tipi di carica elettrica: positiva e negativa >> Unita’ di misura nel S.I.  C (Coulomb) La carica elettrica non si crea ne’ si distrugge ma si trasferisce da un corpo all’altro

32 Fisica - M. Obertino DOVE SI TROVA LA CARICA ELETTRICA? p I protoni (p) hanno carica elettrica positiva C e Gli elettroni (e) carica elettrica negativa C n I neutroni (n) sono neutri, ossia hanno carica elettrica nulla Nel suo stato normale, un atomo contiene lo stesso numero di protoni e di elettroni, ed è quindi elettricamente neutro Elettroni e nucleo si attraggono con una forza tanto più intensa quanto più sono vicini. Gli elettroni più esterni sono meno fortemente legati e possono in taluni casi allontanarsi dall’atomo di origine

33 Fisica - M. Obertino INTERAZIONE TRA CARICHE Questo vuol dire che oggetti carichi esercitano una forza l’uno sull’altro + q 2 - q 1 - q 2 - q 1 Oggetti con carica dello stesso segno si respingono Oggetti con carica di segno opposto si attraggono +q 2 +q 1

34 Fisica - M. Obertino nel vuoto nella materia  r costante dielettrica relativa Mezzo dielettrico rr Aria secca1,0006 Carta comune2 Gomma2,2 - 2,5 Porcellana4 – 7 Vetro6 – 8 Acqua pura81,07 Ossido di titanio  r = 1 nel vuoto In tutti gli altri casi  r > 1 FORZA DI COULOMB + q 2 - q 1 r (F C ) 12 (F C ) 21

35 Fisica - M. Obertino nel vuoto nella materia  r costante dielettrica relativa Mezzo dielettrico rr Aria secca1,0006 Carta comune2 Gomma2,2 - 2,5 Porcellana4 – 7 Vetro6 – 8 Acqua pura81,07 Ossido di titanio  r = 1 nel vuoto In tutti gli altri casi  r > 1 FORZA DI COULOMB + q 2 - q 1 r (F C ) 12 (F C ) 21  0 = 8.85  C 2 /(N  m 2 ) costante dielettrica del vuoto

36 Fisica - M. Obertino La legge di Coulomb afferma che [a] Luce e raggi X differiscono solo per la loro frequenza [b] La forza tra due cariche e’ direttamente proporzionale alla distanza tra di loro [c] La forza tra due cariche e’ inversamente proporzionale alla distanza tra di loro [d] La forza tra due cariche e’ direttamente proporzionale al quadrato della distanza tra di loro [e] La forza tra due cariche e’ inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra di loro Esercizio

37 Fisica - M. Obertino La legge di Coulomb afferma che [a] Luce e raggi X differiscono solo per la loro frequenza [b] La forza tra due cariche e’ direttamente proporzionale alla distanza tra di loro [c] La forza tra due cariche e’ inversamente proporzionale alla distanza tra di loro [d] La forza tra due cariche e’ direttamente proporzionale al quadrato della distanza tra di loro [e] La forza tra due cariche e’ inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra di loro Esercizio

38 Fisica - M. Obertino La costante dielettrica dell'acqua e' 80. Se due cariche elettriche positive vengono poste ad una certa distanza in acqua, esse, rispetto al vuoto: [a] si respingono con una forza 6400 volte minore [b] si attraggono con una forza 6400 volte minore [c] si respingono con una forza 80 volte minore [d] si attraggono con una forza 80 volte minore [e] si comportano allo stesso modo Esercizio

39 Fisica - M. Obertino La costante dielettrica dell'acqua e' 80. Se due cariche elettriche positive vengono poste ad una certa distanza in acqua, esse, rispetto al vuoto: [a] si respingono con una forza 6400 volte minore [b] si attraggono con una forza 6400 volte minore [c] si respingono con una forza 80 volte minore [d] si attraggono con una forza 80 volte minore [e] si comportano allo stesso modo Esercizio

40 Fisica - M. Obertino FORZA DI COULOMB e ….

41 Fisica - M. Obertino FORZA DI COULOMB e …. MA la forza che agisce tra due cariche elettriche e’ molto piu’ intensa  la costante k è molto piu’ grande di G la forza che agisce tra due cariche elettriche e sia attiva sia repulsiva (attiva se le cariche hanno segno opposto, repulsiva se le cariche hanno lo stesso segno)

42 Fisica - M. Obertino CAMPO (ELETTRICO) Una massa M (es.Terra) genera intorno a se un CAMPO GRAVITAZIONALE Effetto del campo: una massa m risente di una forza attrattiva M Una massa e la carica perturbano lo spazio circostante! m

43 Fisica - M. Obertino CAMPO ELETTRICO Una massa M (es.Terra) genera intorno a se un CAMPO GRAVITAZIONALE Effetto del campo: una massa m risente una carica q risente di una di una forza attrattiva forza attrattiva/repulsiva M Q q Una distribuzione di cariche Q genera intorno a se un CAMPO ELETTRICO (E) Una massa e la carica perturbano lo spazio circostante! m

44 Fisica - M. Obertino CAMPO ELETTRICO GENERATO DA UNA CARICA PUNTIFORME E non dipende dal valore della carica di prova q, ma solo dalla carica Q che lo genera! +Q >> Unità di misura nel S.I.  N/C q D EFINIZIONE GENERALE

45 Fisica - M. Obertino CAMPO ELETTRICO GENERATO DA UNA CARICA PUNTIFORME E non dipende dal valore della carica di prova q, ma solo dalla carica Q che lo genera! +Q >> Unità di misura nel S.I.  N/C q

46 Fisica - M. Obertino LINEE DI CAMPO (carica positiva) +Q E  Le linee di campo generate da una singola carica puntiforme positiva sono semirette uscenti dalla carica sorgente Un metodo grafico per rappresentare il campo elettrico consiste nell’utilizzo di linee orientate dette linee di campo.

47 Fisica - M. Obertino LINEE DI CAMPO (carica positiva) +Q E  Le linee di campo generate da una singola carica puntiforme positiva sono semirette uscenti dalla carica sorgente Un metodo grafico per rappresentare il campo elettrico consiste nell’utilizzo di linee orientate dette linee di campo. Campo elettrico ha direzione tangente alle linee di forza e verso concorde a queste ultime. P

48 Fisica - M. Obertino LINEE DI CAMPO (carica positiva) +Q E  Le linee di campo generate da una singola carica puntiforme positiva sono semirette uscenti dalla carica sorgente Un metodo grafico per rappresentare il campo elettrico consiste nell’utilizzo di linee orientate dette linee di campo. Campo elettrico ha direzione tangente alle linee di forza e verso concorde a queste ultime. P

49 Fisica - M. Obertino LINEE DI CAMPO (carica positiva) +Q E  Le linee di campo generate da una singola carica puntiforme positiva sono semirette uscenti dalla carica sorgente Dove le linee di forza sono più fitte (zona azzurra) il campo elettrico è più inteso; dove sono più rade (zona giallina) il campo elettrico è meno intenso. Un metodo grafico per rappresentare il campo elettrico consiste nell’utilizzo di linee orientate dette linee di campo. Campo elettrico ha direzione tangente alle linee di forza e verso concorde a queste ultime.

50 Fisica - M. Obertino LINEE DI CAMPO (carica negativa) +q F E  –Q Le linee di campo generate da una singola carica puntiforme negativa sono semirette entranti nella carica sorgente -q In generale le linee di campo: - partono da cariche positive o dall’infinito - terminano in cariche negative o all’infinito

51 Fisica - M. Obertino CAMPO ELETTRICO GENERATO DA PIU’ CARICHE Se in una regione di spazio sono presenti piu’ cariche elettriche il campo elettrico totale sara’, punto per punto, la somma vettoriale dei campi elettrici generati dalle singole cariche in quel punto. Dipolo elettrico

52 Fisica - M. Obertino CAMPO ELETTRICO GENERATO DA PIU’ CARICHE Se in una regione di spazio sono presenti piu’ cariche elettriche il campo elettrico totale sara’, punto per punto, la somma vettoriale dei campi elettrici generati dalle singole cariche in quel punto. Dipolo elettrico

53 Fisica - M. Obertino CONDENSATORI A FACCE PIANE E PARALLELE carica +Q carica -Q d Un condensatore piano é un oggetto costituito da due lastre conduttrici dotate di carica opposta, poste una parallela all’altra ad una distanza d.

54 Fisica - M. Obertino CAMPO E in CONDENSATORI A FACCE PIANE E PARALLELE Il campo E tra le armature di in condensatore è: - ortogonale alle armature - uniforme Esternamente alle armature è nullo carica +Q carica -Q d Un condensatore piano é un oggetto costituito da due lastre conduttrici dotate di carica opposta, poste una parallela all’altra ad una distanza d.

55 Fisica - M. Obertino CARICA in un CONSENSATORE carica +Q carica -Q q

56 Fisica - M. Obertino CARICA in un CONSENSATORE carica +Q carica -Q Una carica in un consensatore risente dell’azione di una forza che ha la stessa direzione del campo E

57 Fisica - M. Obertino L AB = U A - U B Energia potenziale elettrica in B ENERIA POTENZIALE ELETTRICA Anche per la forza elettrica si puo’ definire un’energia potenziale (la forza elettrica e’ conservativa) >> Unita’ di misura nel S.I.  J carica +Q carica -Q Una carica in un consensatore risente dell’azione di una forza che ha la stessa direzione del campo E A B

58 Fisica - M. Obertino La differenza di potenziale ΔV tra un punto A e un punto B dello spazio è il lavoro necessario per spostare la carica di 1 C da A a B Potenziale elettrostatico in B: POTENZIALE ELETTRICO >> Unita’ di misura di V nel S.I.  V (Volt)  V=J/C Differenza di potenziale tra i punti A e B

59 Fisica - M. Obertino L’ELETTRONVOLT (ev) A livello atomico e subatomico si usa spesso un’unità pratica per l’energia: l’elettronvolt. 1 ev è la variazione di energia di un elettrone che attraversa una differenza di potenziale di 1V

60 Fisica - M. Obertino POTENZIALE ELETTRICO GENERATO DA UNA CARICA PUNTIFORME Il potenziale elettrico generato da una carica Q puntiforme ad una distanza r vale Se abbiamo più cariche Q 1, Q 2, …Q N il potenziale in un certo punto è dato dalla somma dei potenziali generati in quel punto dalle singole cariche

61 Fisica - M. Obertino Due cariche elettriche uguali e opposte si trovano ad una distanza d. Quanto vale il potenziale elettrico nel punto di mezzo tra le due cariche? [a] Il doppo del potenziale dovuto ad ogni singola carica [b] Zero [c] Tende all’infinito [d] Non è definito [e] La metà del potenziale dovuto ad ogni singola carica Esercizio

62 Fisica - M. Obertino Due cariche elettriche uguali e opposte si trovano ad una distanza d. Quanto vale il potenziale elettrico nel punto di mezzo tra le due cariche? [a] Il doppo del potenziale dovuto ad ogni singola carica [b] Zero [c] Tende all’infinito [d] Non è definito [e] La metà del potenziale dovuto ad ogni singola carica Esercizio +q -q P

63 Fisica - M. Obertino Il lavoro fatto dalla forza elettrica per spostare la carica da A a B sarà carica +Q carica -Q Indichiamo con d la distanza tra le armature e prendiamo A in prossimità dell’armatura positiva e B in prossimità dell’armatura negativa A B d CAMPO ELETTRICO IN UN CONDENSATORE

64 Fisica - M. Obertino L AB = qEd = q(V A – V B ) CAMPO ELETTRICO IN UN CONDENSATORE Il lavoro fatto dalla forza elettrica per spostare la carica da A a B sarà carica +Q carica -Q Indichiamo con d la distanza tra le armature e prendiamo A in prossimità dell’armatura positiva e B in prossimità dell’armatura negativa A B d Ed = (V A – V B ) [E]=V/m

65 Fisica - M. Obertino In un condensatore piano con d.d.p. = 100 volt e dielettrico il vuoto, un elettrone si stacca dall'armatura negativa con velocità nulla. Quale è la sua energia cinetica a metà della traiettoria? [a] 5000 eV [b] 2500 eV [c] 50 eV [d] 25 eV [e] 10 eV Esercizio

66 Fisica - M. Obertino In un condensatore piano con d.d.p. = 100 volt e dielettrico il vuoto, un elettrone si stacca dall'armatura negativa con velocità nulla. Quale è la sua energia cinetica a metà della traiettoria? [a] 5000 eV [b] 2500 eV [c] 50 eV [d] 25 eV [e] 10 eV Esercizio

67 Fisica - M. Obertino In un condensatore piano con d.d.p. = 100 volt e dielettrico il vuoto, un elettrone si stacca dall'armatura negativa con velocità nulla. Quale è la sua energia cinetica a metà della traiettoria? [a] 5000 eV [b] 2500 eV [c] 50 eV [d] 25 eV [e] 10 eV Esercizio 1 eV

68 Fisica - M. Obertino CIRCUITI ELETTRICI Generatore di differenza di potenziale Dispositivo elettrico semplice  V=V 1 -V Per mantenere il moto delle cariche serve un generatore di differenza di potenziale (ΔV) Spesso la differenza di potenziale viene anche chiamata forza elettromotrice (f.e.m.) o tensione Generatore di differenza di potenziale

69 Fisica - M. Obertino CORRENTE ELETTRICA Il moto ordinato di cariche elettriche (elettroni) all’interno di un materiale è detto CORRENTE ELETTRICA. >> Unita’ di misura nel S.I.  A (Ampere)  C=A  s La corrente che scorre all'interno di un corpo non è qualcosa che viene dall'esterno: sono le cariche elettriche contenute in quel corpo che si muovono

70 Fisica - M. Obertino PRIMA LEGGE DI OHM >> Unita’ di misura di R nel S.I.   (Ohm) + - ΔVΔV R Resistenza elettrica R (es. lampadina, stufa,...) simbolo Generatore di tensione (pila, dinamo,..) I

71 Fisica - M. Obertino Seconda legge di Ohm Seconda legge di Ohm Resistività: - caratteristica del materiale -dipende dalla temperatura La resistenza elettrica di un conduttore di sezione S e lunghezza l si calcola come: Unità di misura: R = resistenza elettrica in  l = lunghezza del conduttore in m S = sezione del conduttore (in m² - unità pratica m m² )  = resistività del conduttore ( in  ·m - unità pratica  · cm ) l S

72 Fisica - M. Obertino  (20°C) [ohm·cm] conduttori metallici argento rame alluminio ferro mercurio – – – – –5 conduttori elettrolitici KCl (C=0.1 osmoli) liquido interstiziale siero (25°C) liquido cerebrospinale (18°C) assoplasma di assone germanio silicio isolanti alcool etilico acqua bidistillata membrana di assone vetro semiconduttori

73 Fisica - M. Obertino La legge di Ohm dice che: [a] La differenza di potenziale è direttamente proporzionale alla corrente [b] La differenza di potenziale è inversamente proporzionale alla corrente [c] La resistenza è direttamente proporzionale alla corrente [d] La resistenza è inversamente proporzionale alla tensione [e] La capacita’ è direttamente proporzionale alla corrente Esercizio

74 Fisica - M. Obertino La legge di Ohm dice che: [a] La differenza di potenziale è direttamente proporzionale alla corrente [b] La differenza di potenziale è inversamente proporzionale alla corrente [c] La resistenza è direttamente proporzionale alla corrente [d] La resistenza è inversamente proporzionale alla tensione [e] La capacita’ è direttamente proporzionale alla corrente Esercizio

75 Fisica - M. Obertino Una batteria (di forza elettromotrice V) è collegata a una resistenza R. La corrente che circola nel circuito è: [a] VR [b] V/R [c] R/V [d] R 2 V [e] V 2 /R Esercizio

76 Fisica - M. Obertino Una batteria (di forza elettromotrice V) è collegata a una resistenza R. La corrente che circola nel circuito è: [a] VR [b] V/R [c] R/V [d] R 2 V [e] V 2 /R Esercizio

77 Fisica - M. Obertino Ai capi di una resistenza di 50 ohm si applica una differenza di potenziale di 100 V; l'intensità della corrente prodotta è: [a] 500 A [b] 2 A [c] 0.5 A [d] 150 A [e] 50 A Esercizio

78 Fisica - M. Obertino Ai capi di una resistenza di 50 ohm si applica una differenza di potenziale di 100 V; l'intensità della corrente prodotta è: [a] 500 A [b] 2 A [c] 0.5 A [d] 150 A [e] 50 A Esercizio

79 Fisica - M. Obertino Un filo di lunghezza l e raggio r è percorso da corrente. Se il raggio del filo raddoppia [a] la resistenza del filo si dimezza [b] la resistenza del filo non varia a patto che anche la lunghezza del filo raddoppi [c] la resistenza del filo aumenta [d] la resistività del filo si dimezza [e] la resistività del filo non varia Esercizio

80 Fisica - M. Obertino Un filo di lunghezza l e raggio r è percorso da corrente. Se il raggio del filo raddoppia [a] la resistenza del filo si dimezza [b] la resistenza del filo non varia a patto che anche la lunghezza del filo raddoppi [c] la resistenza del filo aumenta [d] la resistività del filo si dimezza [e] la resistività del filo non varia Esercizio

81 Fisica - M. Obertino I + - VV ? A B Lavoro compiuto dalle forze elettriche per portare una carica q da A a B: Potenza elettrica

82 Fisica - M. Obertino I + - VV ? A B Lavoro compiuto dalle forze elettriche per portare una carica q da A a B: Potenza elettrica [W]

83 Fisica - M. Obertino I + - VV ? A B Lavoro compiuto dalle forze elettriche per portare una carica q da A a B: Potenza elettrica Se tra A e B c’è un conduttore ohmico di resistenza R ΔV=R·I Potenza elettrica I=ΔV/R Effetto Joule: in una resistenza si trasforma energia elettrica in calore (R si scalda) Q = RI 2  t

84 Fisica - M. Obertino Una resistenza di 2 ohm e' attraversata da una corrente e la potenza sviluppata e' di 18 W. Quanto vale la differenza di potenziale ai capi della resistenza? [a] 9 V [b] 6 V [c] 36 V [d] 4.5 V [e] 24 V Esercizio

85 Fisica - M. Obertino Una resistenza di 2 ohm e' attraversata da una corrente e la potenza sviluppata e' di 18 W. Quanto vale la differenza di potenziale ai capi della resistenza? [a] 9 V [b] 6 V [c] 36 V [d] 4.5 V [e] 24 V Esercizio

86 Fisica - M. Obertino Indicando con P la potenza di un dispositivo elettrico e con t il tempo in cui viene erogata energia, si ha maggiore consumo di energia quando [a] P=10W e t=5s [b] P=20W e t=4s [c] P=30W e t=3s [d] P=40W e t=2s [e] P=50W e t=1s Esercizio

87 Fisica - M. Obertino Indicando con P la potenza di un dispositivo elettrico e con t il tempo in cui viene erogata energia, si ha maggiore consumo di energia quando [a] P=10W e t=5s [b] P=20W e t=4s [c] P=30W e t=3s [d] P=40W e t=2s [e] P=50W e t=1s Esercizio E = P  t = 10J/s  5s = 50 J [a] = 80 J [b] = 90 J [c] = 80 J [d] = 50 J [b]

88 Fisica - M. Obertino La potenza dissipata da un conduttore ohmico di resistenza elettrica R è data dalle formule W = VI = I 2 R = V 2 /R. Quale delle seguenti affermazioni è CORRETTA? [a] raddoppiando la tensione applicata al conduttore la potenza dissipata raddoppia [b] raddoppiando la corrente che passa nel conduttore la potenza dissipata raddoppia [c] la resistenza del conduttore aumenta proporzionalmente al quadrato della tensione applicata [d] la resistenza del conduttore non dipende nè dalla tensione nè dalla corrente [e] la resistenza del conduttore diminuisce proporzionalmente al quadrato della corrente che lo attraversa Esercizio

89 Fisica - M. Obertino La potenza dissipata da un conduttore ohmico di resistenza elettrica R è data dalle formule W = VI = I 2 R = V 2 /R. Quale delle seguenti affermazioni è CORRETTA? [a] raddoppiando la tensione applicata al conduttore la potenza dissipata raddoppia [b] raddoppiando la corrente che passa nel conduttore la potenza dissipata raddoppia [c] la resistenza del conduttore aumenta proporzionalmente al quadrato della tensione applicata [d] la resistenza del conduttore non dipende nè dalla tensione nè dalla corrente [e] la resistenza del conduttore diminuisce proporzionalmente al quadrato della corrente che lo attraversa Esercizio

90 Fisica - M. Obertino RESISTENZE IN SERIE Due o più resistenze sono collegate in serie quando sono percorse dalla stessa corrente I La R eq è maggiore delle singole resistenze R i

91 Fisica - M. Obertino RESISTENZE IN PARALLELO Due o più resistenze sono in parallelo quando sono collegate alla stessa differenza di potenziale  V La R eq è minore della più piccola delle singole resistenze R i

92 Fisica - M. Obertino Tra due morsetti A e B di un circuito elettrico sono collegate IN PARALLELO tre resistenze: due da 200 ohm e una da 100 ohm. La resistenza equivalente tra A e B e’: [a] uguale alla media delle resistenze [b] uguale alla resistenza piu' piccola [c] minore di ciascuna delle resistenze [d] uguale alle resistenze piu' numerose [e] uguale alla somma delle resistenze. Esercizio

93 Fisica - M. Obertino Tra due morsetti A e B di un circuito elettrico sono collegate IN PARALLELO tre resistenze: due da 200 ohm e una da 100 ohm. La resistenza equivalente tra A e B e’: [a] uguale alla media delle resistenze [b] uguale alla resistenza piu' piccola [c] minore di ciascuna delle resistenze [d] uguale alle resistenze piu' numerose [e] uguale alla somma delle resistenze. Esercizio

94 Fisica - M. Obertino Tra due morsetti A e B di un circuito elettrico sono collegate IN PARALLELO tre resistenze: due da 200 ohm e una da 100 ohm. La resistenza equivalente tra A e B e’: [a] uguale alla media delle resistenze [b] uguale alla resistenza piu' piccola [c] minore di ciascuna delle resistenze [d] uguale alle resistenze piu' numerose [e] uguale alla somma delle resistenze. Esercizio

95 Fisica - M. Obertino Due lampadine ad incandescenza, entrambe da 60 W, sono collegate in parallelo a  V = 220V utilizzando una presa di casa. Quale delle seguenti affermazioni è applicabile in questo caso? [a] Entrambe le lampadine restano spente [b] Si accendono entrambe ognuna con un’intensità luminosa metà di quando sono accese da sole [c] Si accende solo una delle due lampadine [d] Si accendono entrambe ognuna con un’intensità luminosa doppia di quando sono accese da sole [e] Si accendono entrambe ognuna con la stessa intensità luminosa metà di quando sono accese da sole Esercizio

96 Fisica - M. Obertino Alla batteria di un’auto da 12 V vengono collegati in serie due elementi resistivi così costituiti: 1.Due resistenze da 60 Ω e 120Ω collegate tra loro in parallelo 2.Una resistenza da 40Ω Trascurando la resistenza dei conduttori, qual’è il valore più probabile della corrente circolante nel circuito? [a] 960 mA [b] 54.5 mA [c] 600 mA [d] 66.6 mA [e] 150 mA Esercizio

97 Fisica - M. Obertino Il valore della resistenza da aggiungere in parallelo alla resistenza di carico R di un circuito elettrico per ridurne il valore a 1/3 è: [a] R [b] 2*R [c] R/2 [d] R/3 [e] R/4 Esercizio


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