Esercizi sul Calore (superiori)

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quiz
Esercizi sul Calore (superiori)
Tipo di risorsa Tipo: quiz
Materia di appartenenza Materia: Fisica per le superiori 1
Avanzamento Avanzamento: quiz completo al 100%.

I seguenti esercizi riguardano la Calore studiata nella Lezione 2 di Termodinamica.

Esercizi[modifica]

1. Acqua e ghiaccio[modifica]

Una certa quantità incognita di acqua a temperatura viene aggiunta ad un bicchiere pieno di grammi di ghiaccio a . Nel processo si sciolgono grammi di ghiaccio. Determinare la quantità di acqua aggiunta.

A questo punto il sistema viene lasciato a se stesso e tutto il ghiaccio si scioglie in ; quanto vale la potenza termica che entra nel sistema?

(Dati: , , , , calore di fusione del ghiaccio , calore specifico del ghiaccio , )


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2. Rame e alluminio[modifica]

Un blocco di alluminio di massa , temperatura , calore specifico è posto in contatto con un blocco di rame , temperatura , calore specifico . Determinare la temperatura di equilibrio.

(dati del problema , , , , , )

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3. Ghiaccio,solido e acqua[modifica]

Un blocco di ghiaccio (calore specifico , calore latente di fusione ) di massa si trova all'interno di un contenitore isolante a temperatura . Molto rapidamente vengono inseriti nel contenitore un corpo solido a temperatura , massa , calore specifico e dell'acqua di massa , calore specifico dell'acqua e temperatura . La temperatura di equilibrio vale . Determinare:

a) il calore sottratto all'acqua a temperatura nel processo di raffreddamento del liquido, solidificazione e raffreddamento del ghiaccio; b) il valore della massa ; c) la variazione di entropia del sistema in tale processo irreversibile.

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Soluzioni[modifica]

1. Acqua e ghiaccio[modifica]

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Detto il calore specifico dell'acqua e . Dovendo essere:

segue che:

La quantità di calore necessaria a sciogliere tutto il ghiaccio vale:

Quindi corrisponde ad una potenza termica di:

2. Rame e alluminio[modifica]

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Quindi:

3. Ghiaccio,solido e acqua[modifica]

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a)

Detto , il calore da sottrarre alla massa per portarla a è dato dal raffreddamento del liquido fino a , solidificazione (calore latente di solidificazione) e raffreddamento del ghiaccio fino a :

b)

Il calore da sottrarre a per portarla da a vale:

Quindi dovendo essere:

c)

Tutte le temperature vanno espresse in gradi :

La diminuzione di entropia dell'acqua di massa per andare da a :

La diminuzione di entropia del solido:

L'aumento di entropia del ghiaccio:

Quindi in totale l'entropia aumenta di: