Esercizio Calorimetria
Buonasera a tutti, non riesco a risolvere questo problema di calorimetria più che altro arrivo ad un punto morto. Se qualcuno mi potesse dare una mano mi farebbe un enorme piacere:
1) Un blocco di ferro (cFe = 444 J/kg K) di massa 50 kg alla temperatura di 120◦C
cade in un bacino d’acqua con una velocità di 20 m/s, arrestando la sua caduta.
Sapendo che il bacino contiene 100 litri di acqua (cH2O = 4186 J/kg K) a 20◦
C, calcolare quale temperatura raggiungerà l’acqua.
1) Un blocco di ferro (cFe = 444 J/kg K) di massa 50 kg alla temperatura di 120◦C
cade in un bacino d’acqua con una velocità di 20 m/s, arrestando la sua caduta.
Sapendo che il bacino contiene 100 litri di acqua (cH2O = 4186 J/kg K) a 20◦
C, calcolare quale temperatura raggiungerà l’acqua.
Risposte
Lo farei in questo modo:
1. l'acqua riceve il calore immediato uguale all'energia cinetica del corpo in caduta.
2. trovo la temperatura di equilibrio del sistema ponendo Qceduto+Qacquisito=0
Spero sia giusto. se mi scrivi il risultato provo a svolgertelo.
1. l'acqua riceve il calore immediato uguale all'energia cinetica del corpo in caduta.
2. trovo la temperatura di equilibrio del sistema ponendo Qceduto+Qacquisito=0
Spero sia giusto. se mi scrivi il risultato provo a svolgertelo.
"Maschinna":
Lo farei in questo modo:
1. l'acqua riceve il calore immediato uguale all'energia cinetica del corpo in caduta.
2. trovo la temperatura di equilibrio del sistema ponendo Qceduto+Qacquisito=0
Spero sia giusto. se mi scrivi il risultato provo a svolgertelo.
Quindi dici:
1) $ Q= 1/2 m v^2 $ e questo è il calore ceduto
2) Q ceduto + $ m H2O . CH2O . ( Tf - 20°) $
Eh, il risultato non c'è perché è una prova d'esame vecchia e lui non mette le soluzioni nemmeno sul sito.
Boh c'è qualcosa che non mi torna
Allora:
Ponendo:
cs=calore specifico ferro
csH2O= calore specifico acqua
T1= temperatura iniziale acqua
T2=temperatura blocco
T3=temperatura acqua dopo la caduta del blocco
$ 1/2 mv^2=csH2O*mH2O*Delta T $
Quindi
$ T3=(1/2mv^2)/(csH2O*mH2O)+T1 $
Dalla solita formula trovo Te
$ Te=(cs*m*T2+csH2O*mH2O*T3)/(cs*m+csH2O*mH2O) $
Te mi risulta 25.06 °C
Perchè non ti convince?
Ponendo:
cs=calore specifico ferro
csH2O= calore specifico acqua
T1= temperatura iniziale acqua
T2=temperatura blocco
T3=temperatura acqua dopo la caduta del blocco
$ 1/2 mv^2=csH2O*mH2O*Delta T $
Quindi
$ T3=(1/2mv^2)/(csH2O*mH2O)+T1 $
Dalla solita formula trovo Te
$ Te=(cs*m*T2+csH2O*mH2O*T3)/(cs*m+csH2O*mH2O) $
Te mi risulta 25.06 °C
Perchè non ti convince?
"Maschinna":
Allora:
Ponendo:
cs=calore specifico ferro
csH2O= calore specifico acqua
T1= temperatura iniziale acqua
T2=temperatura blocco
T3=temperatura acqua dopo la caduta del blocco
$ 1/2 mv^2=csH2O*mH2O*Delta T $
Quindi
$ T3=(1/2mv^2)/(csH2O*mH2O)+T1 $
Dalla solita formula trovo Te
$ Te=(cs*m*T2+csH2O*mH2O*T3)/(cs*m+csH2O*mH2O) $
Te mi risulta 25.06 °C
Perchè non ti convince?
Perché mi chiede la temperatura finale dell'acqua non la temperatura d'equilibrio
mi spiego meglio:
T3 temperatura finale acqua
T1 temperatura iniziale acqua
1) io so che l'energia persa dal blocco è uguale all'energia acquistata dall'acqua quindi: $ 1/2 m v^2 = mH2O . CH2O ( T3-T1) $
fatto questo il problema sarebbe finito ,perché mi mette tutti i parametri e la temperatura del blocco?
Non credo. alla fine il sistema avrà raggiunto la temperatura Te: sia l'acqua che il blocco di metallo.
"Maschinna":
Non credo. alla fine il sistema avrà raggiunto la temperatura Te: sia l'acqua che il blocco di metallo.
Quindi T3 è la nuova temperatura iniziale dell'acqua?
si
"Maschinna":
si
quindi l'acqua da sola è a una certa temperatura, il blocco cadendo perde energia cedendola all'acqua che aumenta di pochissimo. L'acqua a questa nuova temperatura raggiunge la Teq con il blocco giusto?
esatto
Ragionamento corretto.
Semplificabile usando mgh invece che $1/2mv^2$
Semplificabile usando mgh invece che $1/2mv^2$
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