Calori latenti

zerbo1000
ragazzi se metto un cubetto di ghiaccio in acqua e voglio sapere se solidificherà tutta l'acqua o fonderà tutto il ghiaccio come imposto l'equazione dei calori scambiati che non so se mettere il termine con il calore latente dalla parte del calore che dall'acqua va al ghiaccio o dalla parte che dal ghiaccio va all'acqua?

esempio, un cubetto di ghiaccio a 0 gradi di massa 1 kg messo in 0.5 kg di acqua a 80 gradi?

a parte le intuizioni, se non riesco a saperlo a priori da che parte mettere il termine con calore latente come si fa?

$DeltaQ_(acqua->ghiacco)=DeltaQ_(ghiacco->acqua)$
$m_glambda+m_gc_gDeltaT=m_ag_aDeltaT$ oppure $m_gc_gDeltaT=m_alambda+m_ag_aDeltaT$

e se la risposta è che devo andare a tentativi come si capisce se l'ipotesi iniziale è giusta o meno?

grazie mille

Risposte
axpgn
Premesso che un blocchetto di ghiaccio deve sciogliersi prima di riscaldarsi quindi non dovresti avere dubbi, potresti calcolare il calore "necessario" per raffreddare mezzo chilo di acqua da ottanta a zero gradi; se questa quantità di calore è maggiore della quantità necessaria a sciogliere tutto il ghiaccio, il cubetto si scioglierà completamente ed inizierà a riscaldarsi altrimenti sarà l'acqua che inizierà a congelarsi ...

studente_studente
Allora riscrivendo.. tu metti una massa di ghiaccio m' inizialmente a temperatura t'=0°C in una massa m*di acqua che avrà a sua volta una temperatura t*. Per prima cosa ti determini la temperatura di equilibrio, poi possono succedere due cose:
1) la massa di acqua m* è troppo poca e non riesco a sciogliere perciò tutta la massa m' di ghiaccio ma solo una parte che chiamo dm. Perciò all'equilibrio avrò sia acqua che ghiaccio e la temperatura sarà teq=0°C. Ma quanto calore serve per sciogliere una quantità di ghiaccio dm? Q= λdm=m'c'(t'-teq) o meglio 0=Q1+Q2 dove Q1 è il calore scambiato dal ghiaccio mentre Q2 quello scambiato dall'acqua. 0=Q1=-Q2=|Q2|.
Nel migliore dei casi posso sciogliere una quantità di ghiaccio dm(max)= (m'c'(T'-T*))/λ non confonderti che ho indicato * come indice della massa di acqua, forse un po' confusionario visto che può sembrare un simbolo di moltiplicazione...effettivamente stiamo pure moltiplicando!

All'eq risolvendo dm(max) vedi quanto ghiaccio riesci a sciogliere. SE non si è sciolto tutto il ghiaccio iniziale allora coesistono ghiaccio e acqua. Altrimenti sono a: 2) si è sciolto tutto il ghiaccio, ora ho solo acqua ma attenzione!! non è a 0°C! Perciò a che temperatura è? Per calcolarlo vediamo l'acqua quanto calore cede Q= m*c*(t*-teq)=m'λ+m'c*(teq-t') dalla quale ricavo la teq

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