Esercizio Termodinamica
Ciao ragazzi vi posto il testo di un esercizio e la soluzione che darei io, fatemi sapere cosa ne pensate!
Ecco la soluzione che darei io:
Calcolo prima il calore necessario per portare i due cubetti di ghiaccio dalla temperatura di $-150 °C$ a quella di $0 °C$.
$Q_1 = 2 * 50 * 10^(-3) kg * 2220 {J}/ {kg * K} * 15 K = 3.3 * 10^3 J$
Successivamente calcolo il calore ceduto dall'acqua per arrivare dalla temperatura iniziale di $250 °C$ a quella di $0 °C$.
$Q_2 = 200* 10^(-3) kg * 4186 {J}/ {kg * K} * 25 K = 2.09 * 10^4 J$
La differenza tra queste due quantità di calore, è quella che verrà destinata alla trasformazione dallo stato solido a quello liquido dei cubetti di ghiaccio:
$Q_2 - Q_1 = m * L_f$
Da quest'ultima equazione ricavo m = $\frac {Q_2 - Q_1}{L_f} = \frac {2.09 * 10^4 J - 3.3 * 10^3 J}{333 * 10^3 J/(kg)} = 0.053 kg$.
E' corretto il mio ragionamento? Non è errato partire dalla supposizione che la temperatura di equilibrio sia 0? Se il calore ceduto dall'acqua fosse più di quello necessario a portare il ghiaccio allo stato liquido, cosa succederebbe? E' giusto dire che ci sarebbe un innalzamento della temperatura di equilibrio del sistema?
Grazie a tutti!
Due cubetti di ghiaccio di massa 50 g ciascuno vengono immessi in un bicchiere contenente 200 g di acqua. Se l’acqua inizialmente ha una temperatura di 25°C e il ghiaccio proviene direttamente da un congelatore a −15°C, quanta parte del ghiaccio si scioglie e qual è la temperatura finale della bevanda? Si ricorda che il calore specifico del ghiaccio vale 2220 J/(kg · K), ed il suo calore latente di fusione 333 kJ/kg.
Ecco la soluzione che darei io:
Calcolo prima il calore necessario per portare i due cubetti di ghiaccio dalla temperatura di $-150 °C$ a quella di $0 °C$.
$Q_1 = 2 * 50 * 10^(-3) kg * 2220 {J}/ {kg * K} * 15 K = 3.3 * 10^3 J$
Successivamente calcolo il calore ceduto dall'acqua per arrivare dalla temperatura iniziale di $250 °C$ a quella di $0 °C$.
$Q_2 = 200* 10^(-3) kg * 4186 {J}/ {kg * K} * 25 K = 2.09 * 10^4 J$
La differenza tra queste due quantità di calore, è quella che verrà destinata alla trasformazione dallo stato solido a quello liquido dei cubetti di ghiaccio:
$Q_2 - Q_1 = m * L_f$
Da quest'ultima equazione ricavo m = $\frac {Q_2 - Q_1}{L_f} = \frac {2.09 * 10^4 J - 3.3 * 10^3 J}{333 * 10^3 J/(kg)} = 0.053 kg$.
E' corretto il mio ragionamento? Non è errato partire dalla supposizione che la temperatura di equilibrio sia 0? Se il calore ceduto dall'acqua fosse più di quello necessario a portare il ghiaccio allo stato liquido, cosa succederebbe? E' giusto dire che ci sarebbe un innalzamento della temperatura di equilibrio del sistema?
Grazie a tutti!
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