Enunciato di Clausius – Quiz Fisica Semestre Filtro

Semestre filtro - Medicina, Odontoiatria, Veterinaria, - quiz estratto dal libro "Quiz di Fisica" di Francesco Serafini

FISICA

UNITA' DIDATTICA 5 - Termodinamica

U.D. 5.5 (Secondo la ripartizione del Syllabus di Francesco Serafini) - Secondo principio della termodinamica: enunciati fondamentali e concetto di irreversibilità. Cicli termodinamici: definizione e funzionamento. Macchine termiche, rendimento, ciclo di Carnot. Entropia come funzione di stato, implicazioni macroscopiche e interpretazione statistica. Legame tra variazione dell’entropia e direzione naturale dei processi termodinamici.

1. Secondo l’enunciato di Clausius del secondo principio della termodinamica, quale tra i seguenti processi è fisicamente impossibile?

A) Un dispositivo ciclico che trasformi interamente lavoro in calore tramite attrito.

B) Un dispositivo ciclico che trasferisca calore da un corpo caldo a uno freddo spontaneamente.

C) Un dispositivo ciclico il cui unico effetto sia trasferire calore da un corpo freddo a uno caldo.

D) Un processo in cui un gas si espande compiendo lavoro e assorbendo calore da una sorgente.

E) Un processo in cui un corpo caldo cede calore a un corpo freddo aumentando l'entropia.

Correct! Wrong!

Enunciato di Clausius – Quiz Fisica Semestre Filtro

Quiz 1 – Risposta C

L’enunciato di Clausius afferma che è impossibile realizzare un dispositivo ciclico il cui unico effetto sia trasferire calore da una sorgente fredda a una calda. Il punto chiave è “unico effetto”: senza apporti esterni, il calore fluisce spontaneamente solo dal caldo al freddo. Per ottenere il trasferimento inverso serve necessariamente un lavoro esterno, come avviene nei frigoriferi e nelle pompe di calore. Questo è un modo equivalente di esprimere il secondo principio e di escludere macchine “che raffreddano gratis”.

Perché le altre risposte sono errate:

A: Trasformare lavoro in calore (per attrito o effetto Joule) è sempre possibile: è un processo dissipativo comune.

B: Il flusso spontaneo di calore dal caldo al freddo è proprio ciò che avviene in natura e non viola alcun principio.

D: Un’espansione con assorbimento di calore può avvenire (per esempio in un’isoterma reversibile) rispettando primo e secondo principio.

E: Il passaggio di calore dal caldo al freddo con aumento dell’entropia totale descrive un processo spontaneo consentito.