Fisica generale, termologia e trasmissione del calore - problemi svolti

Fisica: Problemi Svolti

Problema 1

Cinque bulloni di metallo, ognuno di massa 90 g, sono alla temperatura iniziale di 85 °C. Immergiamo i bulloni in un calorimetro che contiene 300 g di acqua alla temperatura di 15 °C. Dopo un po’ di tempo l’acqua raggiunge la temperatura di equilibrio pari a 25°C. Quanto vale il calore specifico del metallo?

Problema 2

Il portello di chiusura di un forno a legna è costituito da una lastra di ferro di area, con spessore di 2,1 cm. La temperatura del forno è di 25 °C mentre quella dell’ambiente esterno è di 25 °C. Calcolare la quantità di calore che passa attraverso il portello in un arco di tempo di 10 minuti. Se la lastra avesse uno spessore raddoppiato, quanto calore passerebbe?

Problema 3

Una barra cilindrica è lunga 1,40 m ed è fatta di rame. Essa fa passare attraverso di sé una quantità di calore pari a 320 J/s. Una delle sue estremità si trova a una temperatura di 12,3 °C, l’altra a 190 °C. Determinare la misura del diametro della barra. A quale temperatura deve essere l’estremità più calda affinché il flusso di calore raddoppi?

Problema 1 (Ripetuto)

Cinque bulloni di metallo, ognuno di massa 90 g, sono alla temperatura iniziale di 85 °C. Immergiamo i bulloni in un calorimetro che contiene 300 g di acqua alla temperatura di 15 °C. Dopo un po’ di tempo l’acqua raggiunge la temperatura di equilibrio pari a 25°C. Quanto vale il calore specifico del metallo?

Problema 1 (Terza Ripetizione)

Cinque bulloni di metallo, hanno uguale massa, di 90 g, sono alla temperatura iniziale di 85 °C. I bulloni vengono immersi in un calorimetro che contiene 300 g di acqua alla temperatura di 15 °C. Dopo un po’ di tempo l’acqua raggiunge la temperatura di equilibrio pari a 25 °C. Quanto vale il calore specifico del metallo?

Dati e Incognite

• Massa del bullone: 90 g = 0,090 kg
• Massa dell'acqua: 300 g = 0,300 kg
• Calore specifico dell'acqua: 4186 J/(kg⋅K)
• Temperatura iniziale dei bulloni: 85 °C
• Temperatura iniziale dell'acqua: 15 °C
• Temperatura di equilibrio: 25 °C

La temperatura di equilibrio fra due qualsiasi corpi (1 e 2) a contatto risulta:

Scriviamola per il metallo:

Risolviamo rispetto all’incognita:

Problema 2 (Ripetuto)

Il portello di chiusura di un forno a legna è costituito da una lastra di ferro di area, con spessore di 2,1 cm. La temperatura del forno è di 25 °C mentre quella dell’ambiente esterno è di 25 °C.