Temperatura

[INGSAL]

Vorrei proporre questo esercizio: Si dia una ragionevole spiegazione si questo fatto: un pezzo di ghiaccio e un termometro vengono appesi in un recipiente isolato nel quale è stato fatto il vuoto in modo da non essere in contatto; tuttavia per un certo tempo la lettura del termometro diminuisce. Perché?

[mathbells]

Ciao INGSAL e benvenuto ! Questo forum non è un luogo in cui proporre indovinelli . Il regolamento prevede che tu fornisca un tuo tentativo (anche parziale) di soluzione in modo che altri utenti possano spiegarti eventuali errori di ragionamento ed aiutarti ad andare avanti nella soluzione

[INGSAL]

Cia mathbells, grazie per la precisazione anche se l'indovinello così com'è lo propone un autorevole libro d testo adottato in tutto il mondo " : Resnick-Halliday.
Comunque io pensavo che la risoluzione sarebbe che il termometro risente solo e soltanto della condizione di vuoto dell'ambiente in cui si trova e la presenza del ghiaccio non centra nulla al fine dell'abbassamento momentaneo della temperatura. Cosa ne pensate?

[mathbells]

Credo che la risposta abbia a che fare con il diagramma di stato dell'acqua. Se lo osservi, trovi che la fase di equilibrio per l'acqua a $0°C$ ed a pressione pressoché nulla, e quella di vapore. Quindi immagino che il pezzo di ghiaccio inizi ad evaporare, creando così una "mini-atmosfera" che permette lo scambio di calore tra termometro (che si presume fosse a temperatura ambiente) e ghiaccio.

"INGSAL":io pensavo che la risoluzione sarebbe che il termometro risente solo e soltanto della condizione di vuoto dell'ambiente in cui si trova

Il vuoto intorno al termometro impedisce lo scambio di calore (almeno per conduzione) e quindi la sua temperatura non varia. Potrebbe perdere calore per irraggiamento ma se il recipiente è alla stessa temperatura del termometro, dovrebbe riassorbire la stessa quantità di calore persa e quindi lo scambio netto è zero.


PS: con la parola "indovinello" non intendevo dire che il problema è banale (il problema non lo è e poi non è vietato fare domande semplici ) ma al modo in cui era posto.

[INGSAL]

..grazie mathbells..però io pensavo che presumendo che la temperatura al di fuori del recipiente ( in cui non c'è il vuoto) sia superiore rispetto quella interna, essendo, appunto, il recipiente sottovuoto, il termometro comincia a scendere..poi risalirà perché inevitabilmente la condizione di schermatura termica non esiste in natura e quindi la condizione di vuoto dovrebbe finire..successivamente..

[mathbells]

"INGSAL": presumendo che la temperatura al di fuori del recipiente ( in cui non c'è il vuoto) sia superiore rispetto quella interna, essendo, appunto, il recipiente sottovuoto, il termometro comincia a scendere

Se ti chiudi in un ambiente isolato termicamente ed alla temperatura $T$, e poi fai il vuoto nell'ambiente, non è vero che senti più freddo. Certo l'aria ha una sua capacità termica e quindi si porta dietro un po' di calore ma l'aria non è fondamentale per mantenere la temperatura (se così fosse, se facessi il vuoto otterresti lo zero assoluto!).