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1 Quanto calore in + occorre per trasformare 1kg di ghiaccio a 0°C in vapore a 100°C rispetto al calore necessario per elevare la temperatura di 1kg di acqua da 0°C a 100°C?

2 Si fornisce calore ad un ritmo di 0.27 kcal/s sia a 40mLdi acqua che a 40mL di alcool etilico, entrambi inizialmente a temperatura ambiente. Quanto tempo si richiede per trasformare completamente in vapore ciascuno dei 2 liquidi?

3 Un pezzo di ghiaccio che ha massa 0.6kg a -10°C viene collocato in 0.3 L di acqua a 50°C. Quanto liquido è presente quando il sistema ha raggiunto l'equilibrio termico?

4 Quanto calore viene rimosso dal nostro corpo in seguito all'evaporazione di 10cm^3 di sudore(acqua)? (Assumete Q/m=600kcal/kg)

Proprio non escono^^
Daniele
Daniele - Blogger - 27769 Punti
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Risposta rapida che posso darti alla prima...
1. Se devi portare un kg di ghiaccio a 0°C a 100°C allo stato vapore, rispetto all'acqua a 0°C portata a 100°C, devi fornire un quantitativo di calore in più che corrisponde proprio al calore latente necessario alle due trasformazioni di fase(solido-->liquido, liquido-->vapore), che ti ricordo avvenire a temperatura costante.
Run
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qualcuno può aiutarmi? please
uber
uber - Sapiens Sapiens - 1200 Punti
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Run: 1 Quanto calore in + occorre per trasformare 1kg di ghiaccio a 0°C in vapore a 100°C rispetto al calore necessario per elevare la temperatura di 1kg di acqua da 0°C a 100°C?
Ciao!

allora la quantità di calore per portare 1 kg d'acqua da 0 a 100°C è pari a:

Q = c * m * (100 - 0) = 1 * 1 * 100 = 100 calorie

Invece per quanto riguarda il ghiaccio, prima lo devi far fondere e poi portarlo a 100°C :)
Nel passaggio di stato da solido a liquido la temperatura non si alta, perchè per definizione tutto il calore che viene fornito viene utilizzato per il passaggio di stato e non per innalzare la temperatura (andando poi nello specifico, utilizzi quel calore per rompere i legami che ci sono nel ghiaccio)

Quindi alla fine della fusione avrai che l'acqua appena sciolta è a temperatura di 0°C ed è questa la tua temperatura iniziale per iniziare il riscaldamento. Dunque, passando alle formule:

Q = lambda * m + c * m * (100 - 0)

lambda è il calore latente di fusione, devi cercare quello dell'acqua (fai attenzione che spesso il calore latente di fusione viene dato in J/kg, tu lo devi portare in cal/kg per poterlo sommare al calore per riscaldare l'acqua! Ti ricordo che 1 cal = 4,186 J)

Run: 2 Si fornisce calore ad un ritmo di 0.27 kcal/s sia a 40mLdi acqua che a 40mL di alcool etilico, entrambi inizialmente a temperatura ambiente. Quanto tempo si richiede per trasformare completamente in vapore ciascuno dei 2 liquidi?

Devi prima fare il calcolo del calore di cui hai bisogno per far evaporare i due liquidi, sempre con la formula Q = lambda * m (dove m è la massa), poi una volta che sai quanto calore ti serve, lo dividi per 0,27kcal/s e hai il tempo necessario (fai attenzione che hai kcal = 1000 cal)

Ora non posso rispondere al resto, più tardi ti aiuto con le altre due ;)
xico87
xico87 - Mito - 28236 Punti
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grazie uber.. run mi spiace nn poterti aiutare ma nn ho mai fatto qsti argomenti di termodinamica, e nn ho tempo per darci un'occhiata in qsto momento.
plum
plum - Mito - 23902 Punti
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spero che non ti dispiaccia se faccio io gli altri problemi...:satisfied
3) dal testo puoi capire che la temperatura finale sarà 0° quindi ti calcoli il calore necessario a portare l'acqua a 0°:
[math]Q=m*c_s*(T_f-T_i)[/math]
dove m=V*d (massa=volume per densità), cs è il caslore specifico dell'acqua, Tf=0° e Ti=50°. il calore che viene perso dall'acqua è uguale al calore acquistato dal ghiaccio; calcoli il calore necessario a scioglere tutto il ghiaccio con la formula Q=m*cl dove m=0,06 e cl è il calore latente del ghiaccio; dopo aver appurato che questo calore è maggiore del calore perso dall'acqua (cioè quelo acquistato dal ghiaccio) sostituisci il valore del calore prima trovato (
[math]Q=m*c_s*(T_f-T_i)[/math]
) nella formula Q=m*cl ricavandoti la massa del ghiaccio che si è sciolto; la sommi a quela dell'acqua e trasformi in litri (oppure la trasformi in litri che poi sommi ai litri iniziali)
4) ti ricavi la massa con d=m/V; Q/m non è altro che il calore latente, quindi sostituisci i dati che sai nella fomula Q=m*cl
metodo più semplice, sai che Q/m=600 ---> Q=600*m. una volta treovata m il gioco è fatto
Run
Rispondi Cita Salva
il 3° non dice che l'equilibrio termico è a 0°C...
uber
uber - Sapiens Sapiens - 1200 Punti
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Ciao!

Il testo ti fa "intuire" che il calore finale è di 0°C perchè ti chiede quanta acqua si sarà formata, quindi viene da pensare che non tutto il ghiaccio si sia sciolto :) e l'unica temperatura in cui l'acqua esiste nei tre stati (ovvero quello che viene chiamato il punto triplo dell'acqua) è a 0°C
plum
plum - Mito - 23902 Punti
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dopo aver scritto "dal testo puoi capire che" ho calcolato prima il calore necessario a portare a 0 l'acqua e poi il calore necessario a sciogliere tutto il ghiaccio; visto che quest'ultimo calore è maggiore del primo (lo vedi facendo i conti), per forza verrà sciolta solo una parte del ghiaccio; la temperatura in cui c'è sia acqua che ghiaccio è per forza quella di 0°, come ha detto uber
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