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LICEO “Cicerone- Pollione” Formia Programma di Fisica Classe IV ASU A.S. 2014/2015 Prof. Marco Di Maro (sostituto di Ermenegildo Lo Calzo) 1. Richiami: calcolo vettoriale CONTENUTI •
Definizione di vettore
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Somma di vettori
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Scomposizione di un vettore lungo due direzioni
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Prodotto scalare: formula trigonometrica e interpretazione geometrica
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Prodotto vettoriale: formula trigonometrica e regola della mano destra
2. Cinematica CONTENUTI •
Velocità scalare media e istantanea: esempio autovelox
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Accelerazione scalare media e istantanea
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Vettore velocità media e istantanea
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Moto circolare uniforme
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Vettori velocità istantanea e accelerazione istantanea nel moto circolare uniforme: modulo del vettore accelerazione (s.d.)
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Moto circolare uniforme: periodo e frequenza
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Angolo radiante: formula per il passaggio da gradi a radianti e viceversa
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Velocità angolare: legame con velocità scalare nel moto circolare uniforme
3. Richiami: dinamica CONTENUTI •
Grandezze fisiche e definizione operativa di una grandezza fisica
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Definizione operativa di forza
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Lavoro di una forza costante lungo una retta e lungo una curva
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Forze conservative e dissipative
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Energia cinetica ed energia potenziale associata ad una forza conservativa: interpretazione in termini di lavoro
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Teorema dell’energia cinetica (s.d)
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Energia potenziale gravitazionale di un corpo dotato di massa nel sistema terra-corpo: espressione matematica (zero a distanza infinita dalla terra)
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Energia meccanica
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Legge di conservazione dell’energia meccanica
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Principio di conservazione dell’energia totale
4. Temperatura CONTENUTI •
Temperatura e suo significato
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Scala Celsius e scala Kelvin: passaggio dai gradi Celsius a Kelvin e viceversa
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Cenni sulla dilatazione termica
5. Calore CONTENUTI •
Definizione di calore
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Legame tra lavoro e calore: mulinello di Joule
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Lavoro meccanico necessario per consumare l’apporto energetico di una scatola di wafer
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Capacità termica e calore specifico
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Equazione fondamentale della calorimetria
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Calorimetro: descrizione
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Temperatura di equilibrio. Descrizione microscopica del passaggio di calore da un corpo caldo a contatto con un corpo freddo
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Formula della temperatura di equilibrio tra due corpi a contatto (c.d.)
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Propagazione del calore: conduzione
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Legge di Fourier per la conduzione attraverso una lastra omogenea
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Significato della conducibilità termica: applicazioni
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Propagazione del calore: convezione
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Convezione e brezze
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Propagazione del calore: irraggiamento
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Legge di Stefan - Boltzmann per l’irraggiamento
6. I cambiamenti di stato CONTENUTI •
I passaggi tra stati di aggregazione
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Temperatura di fusione e solidificazione
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Calore latente di fusione e solidificazione
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Condensazione e sublimazione
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Evaporazione ed ebollizione: differenze
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Vapore saturo, pressione ed ebollizione
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Temperatura critica: differenza tra gas e vapore
7. Il gas perfetto CONTENUTI •
Utilizzo dei modelli in Fisica
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Definizione di gas perfetto
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Trasformazioni isobare, isocore e isoterme
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Legge di Boyle
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I e II legge di Gay-Lussac: espressione in gradi Celsius e Kelvin
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Numero atomico, numero di massa, isotopi, peso atomico ed equivalenza uma-grammi
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Definizione di mole, numero di Avogadro e principio di Avogadro per i gas.
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Equazione di stato del gas perfetto (c.d.)
8. I principio della termodinamica CONTENUTI •
Definizione di termodinamica
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Principio zero della termodinamica
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Fluido omogeneo ed equilibrio termodinamico
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Trasformazioni adiabatiche e cicliche
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Rappresentazione nel diagramma pressione volume di trasformazioni isobare, isocore e isoterme
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Lavoro compiuto da un fluido omogeneo in una trasformazione isobara
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Lavoro compiuto da un fluido omogeneo in una trasformazione qualsiasi
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Definizione di energia interna di un sistema termodinamico e funzioni di stato
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Legame tra l’energia interna e le grandezze termodinamiche
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I principio della termodinamica e conservazione dell’energia meccanica
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Applicazione del I principio della termodinamica: trasformazioni isobare, isocore, cicliche e adiabatiche
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Energia interna di un gas perfetto monoatomico: costante di Boltzmann
9. II principio della termodinamica •
Definizione ed esempi di sorgente di calore
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Definizione di macchina termica: esempio macchina a vapore
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Trasformazione del lavoro in calore: mulinello di Joule
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Trasformazione integrale del calore in lavoro: enunciato di Lord Kelvin
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Enunciato di Clausius
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Funzionamento di un frigorifero: passaggi di stato
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Frigorifero ed enunciato di Clausius
•
Rendimento di una macchina termica
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Trasformazioni reversibili e irreversibili
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Macchine reversibili e teorema di Carnot (s.d)
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Ciclo di Carnot
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Ciclo di Stirling
•
Rendimento di una macchina termica reversibile
•
Il motore dell’automobile: motore a quattro tempi (rappresentazione nel diagramma pressione – volume)
•
Cenni sul motore Diesel
•
Calore a bassa temperatura come energia degradata
Formia, Giugno 2015
Gli alunni
Il docente
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