Fisica tecnica
Ragazzi mi potreste aiutare su questo semplice (x gli altri non per me) quesito di Fisica tecnica?
Ho 1 Kg di acqua alla temperature T: 110°C e pressione P: 475,8 kPa. Descrivere dettagliatamente cosa succede al kg di acqua se gradualmente inizio a diminuire la pressione fino al valore della pressione atmosferica (Patm: 101,325 kPa).
Grazie in anticipo
Ho 1 Kg di acqua alla temperature T: 110°C e pressione P: 475,8 kPa. Descrivere dettagliatamente cosa succede al kg di acqua se gradualmente inizio a diminuire la pressione fino al valore della pressione atmosferica (Patm: 101,325 kPa).
Grazie in anticipo
Risposte
...non c'è proprio nessuno che possa aiutarmi?
"Innomi":
Ragazzi mi potreste aiutare su questo semplice (x gli altri non per me) quesito di Fisica tecnica?
Ho 1 Kg di acqua alla temperature T: 110°C e pressione P: 475,8 kPa. Descrivere dettagliatamente cosa succede al kg di acqua se gradualmente inizio a diminuire la pressione fino al valore della pressione atmosferica (Patm: 101,325 kPa).
Grazie in anticipo
Inizia ad entrare in ebollizione
Ciao. Allora, secondo l'equazione dei gas perfetti, PV=nRT. Ora utilizzandola nel nostro caso abbiamo P1 V= n R T1, e P2 V = n R T2, dove P1=475.8 kPa, P2=101,325 kPa e T1=110°C. Ora dividiamo le due equazioni precedentemente scritte: (P1 V= n R T1)/(P2 V = n R T2). V ed n si semplificano. Ora a noi interessa la temperatura finale ovviamente (la nostra unica incognita). Ci rimane P1/P2=T1/T2. Quindi T2=(P2*P1)/T1. Da questa relazione si capisce che diminuendo la pressione, diminuisce anche la temperatura con una costante di proporzionalità P2/P1. Spero di esserti stato utile. Ciauuuz
Ciao whereismymind
grazie per la risposta. Il tuo ragionamento fila perfettamente.
A me interessa capire, anche, cosa succede a questo kg di acqua che nelle condizioni iniziali si trova allo stato liquido e nelle condizioni finali si troverà in parte allo stato liquido e in parte allo stato aeriforme.
Cerco di spiegarmi meglio. Riusciresti a spiegarmi il cambiamento di stato come avviene, perchè avviene e quanta massa di liquido coinvolge?
Innomi
grazie per la risposta. Il tuo ragionamento fila perfettamente.
A me interessa capire, anche, cosa succede a questo kg di acqua che nelle condizioni iniziali si trova allo stato liquido e nelle condizioni finali si troverà in parte allo stato liquido e in parte allo stato aeriforme.
Cerco di spiegarmi meglio. Riusciresti a spiegarmi il cambiamento di stato come avviene, perchè avviene e quanta massa di liquido coinvolge?
Innomi
Allora, allo stato iniziale tu hai acqua a 110°C e quindi in condizioni di vapore. Ora, partendo dal presupposto che la temperatura è un indice dello stato di agitazione delle particelle (concedimi questa definizione) capisci bene che al diminuire della temperatura la velocità di queste diminuisce. Di conseguenza si avrà il passaggio di stato da vapore a liquido in prossimità dei 100°C. Per capire il passaggio di stato devi avere presente la definizione di calore latente, cioè la quantità di energia per unità di massa necessaria allo svolgimento di un passaggio di stato. La formula è Q=c*m (Q=quantità di calore, c=calore latente, m=massa). Nel nostro caso, avendo 1 kg di acqua, la formula si ridurrà a: c=Q=2272[kj/kg] nel caso di calore latente di evaporazione per l'acqua. Questo significa che è necessaria una sottrazione di calore pari a 2272 kj/kg affinchè tutto il kg di acqua effettui il passaggio di stato. Una volta avvenuto quest'ultimo la diminuzione di temperatura procederà e la formula del calore latente sarà: Q=m*c*Δt (dove Δt è la differenza di temperatura). Questo significa che il calore che dev'essere sottratto all'acqua per diminuire la sua temperatura è pari al prodotto del calore latente con la differenza di temperatura. Il grafico qui ti aiuta in questo senso: "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/it/1/1d/Passaggi_di_stato.PNG". Ora se vogliamo essere precisi la risposta che ti ho dato prima non è correttissima poichè i due volumi non si semplificano visto che nel passaggio di stato dell'acqua il volume cambia. Serviva giusto per darti un'idea sull'andamento generale. Comunque approssimativamente il kg di acqua si troverà a 0°C e quindi un misto di liquido e solido. Spero di aver chiarito i tuoi dubbi.
Ciao
Ciao
Allo stato 1 non abbiamo vapore perchè alla temperatura di 110°C e alla pressione di 475,8 kPa (siamo circa a 4,6 volte la pressione atmosferica) l'acqua si trova allo stato liquido.
Prima concedimi le seguenti precisazioni:
Quando l'acqua è diventata tutta liquida una sottrazione di calore causerà una diminuizione di temperatura, Q=mcΔt ma "c" non è il calore latente di vaporizzazione ma il calore specifico medio dell'acqua in quell'intervallo di temperature.
Considerato il fatto che molto cortesemente stai cercando di aiutarmi, ti espongo chiaramente il mio problema:
Sto studiando la dipendenza della pressione di saturazione con la temperatura di saturazione di una sostanza. Per motivi pratici prenderemo in esame l'acqua.
Abbiamo acqua che nello stato 1 si trova alla temperatura di 110°C e alla pressione di 475,8kPa (stato liquido). Tramite condotte passa in un separatore che lavora a pressione atmosferica. Cosa succede a questo kg di acqua? Cosa succederebbe se i kg di acqua fossere 3000? Mi serve descrivere dettagliatamente il fenomeno fisico che avviene e nel secondo caso la quantità di acqua che vaporizza e il motivo di ciò.
Altro problema.
Quando si utilizza il metodo del "raffredamento sottovuoto" si riduce la pressione di una camera di raffredamento sigillata fino alla pressione di saturazione alla bassa temperatura desiderata e si lascia evaporare una certa quantità di liquido dal prodotto da raffredare. Durante l'evaporazione il calore di vaporizzazione viene sottratto ai prodotti, il che ne abbassa la temperatura. La pressione di saturazione dell'acqua a 0°C è o,61kPa e i prodotti possono essere raffredati a 0°C abbassando la pressione a questo livello. Si può aumentare la velocità di raffredamento abbassando la pressione al di sotto di 0,61kPa, ma ciò non è desiderabile a causa del pericolo del congelamento e del costo aggiuntivo.
Mi spiegheresti con parole semplici questo secondo fenomeno?
Grazie
Innomi
Prima concedimi le seguenti precisazioni:
Quando l'acqua è diventata tutta liquida una sottrazione di calore causerà una diminuizione di temperatura, Q=mcΔt ma "c" non è il calore latente di vaporizzazione ma il calore specifico medio dell'acqua in quell'intervallo di temperature.
Considerato il fatto che molto cortesemente stai cercando di aiutarmi, ti espongo chiaramente il mio problema:
Sto studiando la dipendenza della pressione di saturazione con la temperatura di saturazione di una sostanza. Per motivi pratici prenderemo in esame l'acqua.
Abbiamo acqua che nello stato 1 si trova alla temperatura di 110°C e alla pressione di 475,8kPa (stato liquido). Tramite condotte passa in un separatore che lavora a pressione atmosferica. Cosa succede a questo kg di acqua? Cosa succederebbe se i kg di acqua fossere 3000? Mi serve descrivere dettagliatamente il fenomeno fisico che avviene e nel secondo caso la quantità di acqua che vaporizza e il motivo di ciò.
Altro problema.
Quando si utilizza il metodo del "raffredamento sottovuoto" si riduce la pressione di una camera di raffredamento sigillata fino alla pressione di saturazione alla bassa temperatura desiderata e si lascia evaporare una certa quantità di liquido dal prodotto da raffredare. Durante l'evaporazione il calore di vaporizzazione viene sottratto ai prodotti, il che ne abbassa la temperatura. La pressione di saturazione dell'acqua a 0°C è o,61kPa e i prodotti possono essere raffredati a 0°C abbassando la pressione a questo livello. Si può aumentare la velocità di raffredamento abbassando la pressione al di sotto di 0,61kPa, ma ciò non è desiderabile a causa del pericolo del congelamento e del costo aggiuntivo.
Mi spiegheresti con parole semplici questo secondo fenomeno?
Grazie
Innomi
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