Concetti Chiave
- La potenza di 500W viene utilizzata per 2 minuti per forare una piastra di rame di 1kg.
- Il lavoro totale effettuato dal trapano è di 60kJ, con l'80% convertito in energia termica.
- Il calore generato, pari a 48kJ, riscalda la piastra di rame secondo la formula calorimetrica.
- L'innalzamento di temperatura del rame è calcolato in 126,3°C.
- Si deve considerare che il rame a temperature elevate può arrivare al punto di fusione di 1084°C.
{etRating 2}Si impiega una potenza di
Conoscendo la potenza è il tempo, ottieni subito il lavoro del trapano.
Infatti la potenza è definita come
Perciò il nostro lavoro risulta essere uguale a
L'80% di questo lavoro si trasforma in calore, e possiamo quindi calcolare anche questo, il che equivale a trovare i
Questo calore quindi va ad innalzare la temperatura della piastra secondo la nota legge
In questo caso la nostra incognita è la variazione di temperatura, che possiamo quinid esprimere come
Sostituendo i valori numerici
Perciò possiamo dire che l'innalzamento della temperatura del metallo è di
Ovviamente abbiamo supposto che il rame si trovi a una tempratura iniziale non elevata: se infatti la lastra si trovasse a una tempratura prossima ai
Domande da interrogazione
- Qual è l'energia meccanica utilizzata dal trapano per forare la piastra di rame?
- Quanto calore viene generato durante il processo di foratura?
- Qual è l'innalzamento di temperatura della piastra di rame?
L'energia meccanica impiegata dal trapano è di 60 kJ, calcolata come prodotto della potenza (500 W) e del tempo (2 minuti), ovvero 500 W × 120 s = 60 kJ.
L'80% dell'energia meccanica, pari a 48 kJ, si trasforma in calore che riscalda la piastra di rame.
L'innalzamento della temperatura del metallo è di 126,3 °C, calcolato utilizzando la formula Q = mcΔt, dove Q è il calore generato, m è la massa e c è il calore specifico del rame.
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