Quiz: Misure, massa, temperatura e densità — 21 domande

1. Che cosa misura la massa di un corpo?

A. La forza con cui il corpo è attratto dal campo gravitazionale

B. La variazione di volume causata da un cambiamento di temperatura

C. La quantità di calore trasferita durante uno scambio termico

D. La resistenza alla variazione dello stato di quiete o di moto

Answer: (D)

Spiegazione

La massa misura l’inerzia, cioè la resistenza di un corpo a modificare il proprio stato di quiete o di moto. La forza gravitazionale sul corpo, invece, è il peso.

2. Qual è l’unità di misura della massa nel Sistema Internazionale?

A. Il newton

B. Il metro

C. Il kilogrammo

D. Il joule

Answer: (C)

Spiegazione

Nel Sistema Internazionale la massa si misura in kilogrammi. Il newton è l’unità della forza, mentre il joule misura l’energia.

3. Come determina la massa una bilancia a confronto?

A. Confronta l’oggetto con masse standard note

B. Calcola il volume dell’oggetto usando un recipiente graduato

C. Misura la forza gravitazionale tramite una molla

D. Rileva la temperatura dell’oggetto mediante un sensore

Answer: (A)

Spiegazione

La bilancia determina la massa confrontando quella dell’oggetto incognito con una serie di masse standard. La misura della forza tramite una molla è invece associata al dinamometro.

4. Che cos’è il peso di un corpo e con quale strumento si misura?

A. È una temperatura misurata in kelvin con il termometro

B. È una forza misurata in newton con il dinamometro

C. È una proprietà misurata in kilogrammi con la bilancia

D. È un’energia misurata in joule con il calorimetro

Answer: (B)

Spiegazione

Il peso è la forza esercitata da un campo gravitazionale su un corpo e si misura in newton mediante un dinamometro. La massa è invece una proprietà del corpo misurata in kilogrammi.

5. Quale relazione permette di calcolare la forza peso di un corpo?

A. $P = m \cdot g$

B. $P = \frac{m}{g}$

C. $P = m + g$

D. $P = g - m$

Answer: (A)

Spiegazione

La forza peso si calcola moltiplicando la massa per l’accelerazione di gravità, secondo $P = m \cdot g$. Dividere la massa per $g$ non fornisce il peso.

6. Qual è il valore medio dell’accelerazione di gravità sulla superficie terrestre?

A. $1{,}0\ \text{m/s}^2$

B. $0{,}98\ \text{m/s}^2$

C. $98\ \text{m/s}^2$

D. $9{,}8\ \text{m/s}^2$

Answer: (D)

Spiegazione

Sulla superficie terrestre l’accelerazione di gravità media è circa $9{,}8\ \text{m/s}^2$. I valori alternativi rappresentano ordini di grandezza diversi e non descrivono la gravità terrestre media.

7. Come si distinguono massa e peso rispetto al tipo di grandezza fisica?

A. La massa è derivata ed estensiva, il peso fondamentale ed estensivo

B. La massa è fondamentale e intensiva, il peso derivato e intensivo

C. La massa è derivata e intensiva, il peso fondamentale ed estensivo

D. La massa è fondamentale ed estensiva, il peso derivato ed estensivo

Answer: (D)

Spiegazione

La massa è una grandezza fondamentale ed estensiva, mentre il peso è una grandezza derivata ed estensiva. Il peso è derivato perché dipende dalla massa e dall’accelerazione di gravità.

8. Che cosa descrive la temperatura di un corpo?

A. La quantità totale di materia contenuta nel corpo

B. Quanto il corpo è caldo o freddo

C. La forza esercitata dal campo gravitazionale sul corpo

D. L’energia trasferita tra due corpi a temperature diverse

Answer: (B)

Spiegazione

La temperatura indica quanto un corpo è caldo o freddo ed è una grandezza intensiva. L’energia trasferita tra corpi a temperatura diversa è invece il calore.

9. In quale situazione si può definire calore?

A. Quando una forza gravitazionale agisce su un oggetto

B. Quando si misura la massa di un corpo con una bilancia

C. Quando energia passa da un corpo più caldo a uno più freddo

D. Quando si descrive lo stato termico di un singolo corpo

Answer: (C)

Spiegazione

Il calore è energia trasferita da un corpo a temperatura maggiore a uno a temperatura minore, fino all’equilibrio termico. La descrizione dello stato termico di un corpo riguarda invece la temperatura.

10. Che cosa accade quando due corpi a temperatura diversa vengono messi a contatto?

A. Il calore passa dal corpo più caldo a quello più freddo fino all’equilibrio

B. Entrambi i corpi mantengono la temperatura iniziale senza scambio energetico

C. La temperatura di entrambi aumenta fino a raggiungere quella dell’ambiente

D. Il calore passa dal corpo più freddo a quello più caldo fino all’equilibrio

Answer: (A)

Spiegazione

A contatto, il calore fluisce spontaneamente dal corpo più caldo verso quello più freddo fino al raggiungimento dell’equilibrio termico. Il trasferimento in direzione opposta contraddice il processo descritto.

11. Quali valori di riferimento definiscono la scala Celsius per l’acqua a livello del mare?

A. 273,15 °C per la fusione del ghiaccio e 373,15 °C per l’ebollizione dell’acqua

B. 0 °C per la fusione del ghiaccio e 100 °C per l’ebollizione dell’acqua

C. 0 °C per l’ebollizione dell’acqua e 100 °C per la fusione del ghiaccio

D. 32 °C per la fusione del ghiaccio e 212 °C per l’ebollizione dell’acqua

Answer: (B)

Spiegazione

La scala Celsius assegna 0 °C alla fusione del ghiaccio e 100 °C all’ebollizione dell’acqua a livello del mare. I valori 32 °F e 212 °F appartengono invece alla scala Fahrenheit.

12. Quale temperatura Celsius corrisponde a 95 °F?

A. 35 °C

B. 171 °C

C. −17 °C

D. 63 °C

Answer: (A)

Spiegazione

Applicando la relazione $^{\circ}\mathrm{C}=\frac{5}{9}(^{\circ}\mathrm{F}-32)$ si ottiene $\frac{5}{9}(95-32)=35\,^{\circ}\mathrm{C}$. Sottrarre 32 senza applicare il fattore $\frac{5}{9}$ porterebbe a un risultato errato.

13. Quale caratteristica distingue la scala Kelvin dalle scale Celsius e Fahrenheit?

A. Ha come origine la temperatura ambiente di riferimento

B. Usa la fusione del ghiaccio come valore pari a 32

C. Indica l’ebollizione dell’acqua con valore pari a 100

D. È una scala assoluta con origine allo zero assoluto

Answer: (D)

Spiegazione

La scala Kelvin è assoluta e ha origine allo zero assoluto, pari a −273,15 °C. Il valore 32 per la fusione del ghiaccio è invece associato alla scala Fahrenheit.

14. A quale temperatura kelvin corrispondono 27 °C?

A. 246,15 K

B. −246,15 K

C. 27 K

D. 300,15 K

Answer: (D)

Spiegazione

La conversione si esegue sommando 273,15: $T=27+273,15=300,15\,\mathrm{K}$. Sottrarre 273,15 sarebbe corretto per la conversione inversa, da kelvin a Celsius.

15. Perché la densità è classificata come proprietà intensiva?

A. Perché non dipende dalla quantità di materiale considerata

B. Perché si determina sommando massa e volume del campione

C. Perché aumenta in proporzione alla massa del campione

D. Perché varia direttamente con le dimensioni del contenitore

Answer: (A)

Spiegazione

La densità è una proprietà intensiva perché non dipende dalla quantità di campione, essendo il rapporto tra massa e volume. Massa e volume, invece, cambiano quando varia la dimensione del campione.

16. Che cosa accade in generale alla densità di un gas quando aumenta la pressione a temperatura costante?

A. Aumenta perché il volume del gas diminuisce

B. Aumenta perché la massa del gas si trasforma in energia

C. Diminuisce perché il volume del gas aumenta

D. Rimane invariata perché cambia soltanto la massa

Answer: (A)

Spiegazione

Un aumento della pressione comprime il gas e ne diminuisce il volume, facendo aumentare il rapporto tra massa e volume. La densità non aumenta perché la massa si trasformi in energia.

17. Come si definisce la densità relativa di un corpo?

A. Come il rapporto tra la sua massa a 20 °C e quella di un uguale volume d’acqua a 4 °C

B. Come il rapporto tra il suo peso e il volume d’acqua spostato

C. Come il rapporto tra il suo volume a 20 °C e quello di acqua a 4 °C

D. Come la differenza tra la sua massa e quella dell’acqua a uguale temperatura

Answer: (A)

Spiegazione

La densità relativa confronta la massa del corpo, misurata a 20 °C, con quella di un uguale volume di acqua distillata a 4 °C. Essendo un rapporto tra grandezze omogenee, è un numero puro e non un peso specifico.

18. Quale unità è comunemente adatta a esprimere la densità di un gas?

A. g/L

B. mL/g

C. K/g

D. N/m³

Answer: (A)

Spiegazione

Per molti gas la densità viene espressa in g/L, mentre per molti materiali solidi o liquidi sono comuni kg/m³, g/cm³ e g/mL. N/m³ è invece l’unità del peso specifico.

19. Quale formula permette di calcolare la massa conoscendo densità e volume?

A. $m=d+V$

B. $m=\frac{d}{V}$

C. $m=d\cdot V$

D. $m=\frac{V}{d}$

Answer: (C)

Spiegazione

Dalla relazione $d=\frac{m}{V}$ si ricava la massa moltiplicando densità e volume, cioè $m=d\cdot V$. La divisione $\frac{m}{d}$ serve invece per ricavare il volume.

20. Qual è la massa di un oggetto con densità 1,80 g/mL e volume 50 mL?

A. 27,8 g

B. 51,80 g

C. 90 g

D. 0,036 g

Answer: (C)

Spiegazione

Si applica $m=d\cdot V$, quindi $m=1,80\,\mathrm{g/mL}\times50\,\mathrm{mL}=90\,\mathrm{g}$. Dividere il volume per la densità non fornisce la massa richiesta.

21. Quale sequenza è corretta per risolvere un problema di densità?

A. Ricavare la formula inversa, sostituire dati e unità, calcolare e controllare risultato e cifre significative

B. Convertire ogni dato in kelvin, sommare massa e volume, calcolare e omettere le cifre significative

C. Controllare soltanto il numero finale, senza scegliere la formula né verificare le unità

D. Inserire subito i numeri, ignorare le unità, calcolare e arrotondare al numero intero più vicino

Answer: (A)

Spiegazione

La procedura corretta comprende la scelta della formula inversa, la sostituzione dei dati con le unità, il calcolo e il controllo di unità e cifre significative. Ignorare le unità impedisce di verificare se il risultato rappresenta davvero la grandezza cercata.