Problemi calore
ciao, non riesco a risolvere questi problemi di fisica, perchè il mio prof non spiega molto in classe e non ho capito molto di questo argomento, mi date una mano per fav:
1)100g di latte (C=1cal/(g°C)) a 20°C vengono riscaldati con un getto di vapore che si trova a 100°C. alla fine, la massa di liquido è di 103g. trascurando gli scambi di calore con l'esterno, prevedere quale sarà la temperatura finale del latte. (assumere per il calore latente di condensazione del vapore il valore di 540 cal/g).
2)200 di ferro alla temperatura di 200°C vengono gettati in una pentola dove sta bollendo una notevole quantità di acqua(t ebollizione =100°C). determinare quanta acqua evapora a seguito del fenomeno. assumere per il ferro il calore specifico di 0,1 cal/(g°C) e per il calore latente di vaporizzazione dell'acqua a 100°C il valore di 540 cal/g.
3)56g di azoto sono contenuti in un recipiente di volume 10dm^3 alla temperatura di 27°C. determinare la pressione esercitata dal gas.si tenga presente che la massa molare dell'azoto è 28g/mol.
grazie in anticipo
1)100g di latte (C=1cal/(g°C)) a 20°C vengono riscaldati con un getto di vapore che si trova a 100°C. alla fine, la massa di liquido è di 103g. trascurando gli scambi di calore con l'esterno, prevedere quale sarà la temperatura finale del latte. (assumere per il calore latente di condensazione del vapore il valore di 540 cal/g).
2)200 di ferro alla temperatura di 200°C vengono gettati in una pentola dove sta bollendo una notevole quantità di acqua(t ebollizione =100°C). determinare quanta acqua evapora a seguito del fenomeno. assumere per il ferro il calore specifico di 0,1 cal/(g°C) e per il calore latente di vaporizzazione dell'acqua a 100°C il valore di 540 cal/g.
3)56g di azoto sono contenuti in un recipiente di volume 10dm^3 alla temperatura di 27°C. determinare la pressione esercitata dal gas.si tenga presente che la massa molare dell'azoto è 28g/mol.
grazie in anticipo
Risposte
2) Il ferro rilascia una certa quantità di calore per passare da 200 a 100 gradi (temperatura dell'acqua) $Q=mCDeltaT$
questo calore viene ceduto all'acqua che evapora in quantità proporzionale al calore latente di evaporazione(essendo che già si trova a 100gradi). $Q=m_aC_a$
L'incognita è solamente $m_a$
3)E' solo da applicare l'equazione di stato $pv=nRT$ la difficoltà sta probabilmente nel trasformare i grammi di azoto in moli.
questo calore viene ceduto all'acqua che evapora in quantità proporzionale al calore latente di evaporazione(essendo che già si trova a 100gradi). $Q=m_aC_a$
L'incognita è solamente $m_a$
3)E' solo da applicare l'equazione di stato $pv=nRT$ la difficoltà sta probabilmente nel trasformare i grammi di azoto in moli.
2) a posto!
3)$pv=nRT$ non è del tutto corretta (se $v$ viene inteso come volume specifico)...infatti quella corretta è:
$pV=nRT$
con:
$p$=pressione$[Pa]$
$V$=volume totale$[m^3]$
$n$=moli$[kmol]$
$R$=costante universale$[$non ricordo...ma basta fare l'uguaglianza delle dimensioni
$]$
$T$=temperatura$[K]$
dividendo quella sopra per la massa, risulta:
$pV/m=n/mRT=R/MT=R_NT$
$pv=R_NT$
con:
$m$=massa$[kg]$
$v=V/m$=volume specifico$[m^3/(kg)]$
$M=m/n$=massa molecolare$[(kg)/(kmol)]$
$R_N=R/M$=costante per l'azoto$[$come sopra$]$
con questa variazione l'unica incognita che rimane è $p$.
1) Devi fare il 1°PDT (primo princ. della termodinamica)...così uguagli tutta l'energia data dal vapore (e poi dall'acqua quando il vapore condensa) all'energia ricevuta dal latte:
$m_Lc_L(x-20)=m_vc_c+m_(H_2O)c_(H_2O)(100-x)$
con i pedici $L$, $v$ e $H_2O$ rispettivamente del latte, vapore e acqua nella quale il vapore è condensato. Nota che abbiamo diviso tutta l'energia del cambio di temperatura del latte in 2 parti:
-la prima dovuta al vapore, che cede al latte il suo calore latente diventando acqua;
-la seconda dovuta all'acqua che (da 100°C nel quali si trovava dopo la condensazione) passa alla temperatura finale del latte per evidenti ragioni di equilibrio termico.
Le masse di vapore e acqua sono $m_v=m_(H_2O)=3[g]$ per semplice sottrazione tra massa iniziale e quella finale. Il $c_(H_2O)$ non è fornito dai dati riportati, ma è un dato classico e dovrestigià saperlo a memoria
A questo punto ti basta risolvere l'equazione in $x$!!
Ciau!!
3)$pv=nRT$ non è del tutto corretta (se $v$ viene inteso come volume specifico)...infatti quella corretta è:
$pV=nRT$
con:
$p$=pressione$[Pa]$
$V$=volume totale$[m^3]$
$n$=moli$[kmol]$
$R$=costante universale$[$non ricordo...ma basta fare l'uguaglianza delle dimensioni
$]$$T$=temperatura$[K]$
dividendo quella sopra per la massa, risulta:
$pV/m=n/mRT=R/MT=R_NT$
$pv=R_NT$
con:
$m$=massa$[kg]$
$v=V/m$=volume specifico$[m^3/(kg)]$
$M=m/n$=massa molecolare$[(kg)/(kmol)]$
$R_N=R/M$=costante per l'azoto$[$come sopra$]$
con questa variazione l'unica incognita che rimane è $p$.
1) Devi fare il 1°PDT (primo princ. della termodinamica)...così uguagli tutta l'energia data dal vapore (e poi dall'acqua quando il vapore condensa) all'energia ricevuta dal latte:
$m_Lc_L(x-20)=m_vc_c+m_(H_2O)c_(H_2O)(100-x)$
con i pedici $L$, $v$ e $H_2O$ rispettivamente del latte, vapore e acqua nella quale il vapore è condensato. Nota che abbiamo diviso tutta l'energia del cambio di temperatura del latte in 2 parti:
-la prima dovuta al vapore, che cede al latte il suo calore latente diventando acqua;
-la seconda dovuta all'acqua che (da 100°C nel quali si trovava dopo la condensazione) passa alla temperatura finale del latte per evidenti ragioni di equilibrio termico.
Le masse di vapore e acqua sono $m_v=m_(H_2O)=3[g]$ per semplice sottrazione tra massa iniziale e quella finale. Il $c_(H_2O)$ non è fornito dai dati riportati, ma è un dato classico e dovrestigià saperlo a memoria
A questo punto ti basta risolvere l'equazione in $x$!!
Ciau!!
grazie mille!!! ciao
ciao
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