Fisica Tecnica: Esercizi

1.2/1

• Q₁₂ = 70
• Q₄₁ = 0
• Q₂₃ = 4000 J
• Q₂₁ = 350 J
• Q₃₄ = 3500 J
• Q₃₂ = 600 J

ΔU: 50 = 21 - 100 - 350 + 3500 - 600 = 200 J

1.2/2

V₁=3m³ t₁=20°C

V₂=7m³ t₂=80°C

t₃ = T₃

ΔU=0 perché sistema chiuso. No scambio di calore: Q₁₂ = 0, Q₂ = 0

Non c'è scambio di lavoro = |(W₁|)| _|(Q2|)

Q₁ = mc ΔT = mc (T₁ = T₃)

Q₂ = mc ΔT = mc (T₂ = T₃)

ΔU = ρV₁c (T₃ - t₂) + ρV₂c (T₃ - t₂)= 0

ρV₁t₁ - ρV₂t₂ + ρV₂c t₃ - ρV₂ c t₂ = 0

ρ / ρ (t₁ - ρ) ρ (V₁ + V₂) t₃)

t₃ = (V₁t₁+V₂t₂)/(V₁+V₂)

32°C

1.2/3

P=1,5kW

V=80L

0.08m³ = 80kg

T₁ = 10°C

T₂ = 60°C

η = 6

Q = PΔt = mc Δt = 0

Δt = mc(T₂-T₁) = 3 h e 6 minuti

1.2/4

Pistone

Scambio di calore, espansione: ₄₀KJ

ΔU = C₈₀KJ

U₁ = 200 KJ

?

U₂

ΔU = Q - L

ΔU = U₂ - U₁; Q - L

660 = Q + 40 → Q = ? 800 KJ

U₂ = U₁ + Q - L = 860 KJ

1.2/5

m_H2O ≈ g di metallo

m_H2O = 1,4 kg

m_ferro = 1,8 kg

T_ferro = 120°C

T_mescolanza = 15°C

T

T₀ = 78°C

C_ferro = c m ΔT_ferro

C_H2O = c m ΔT_H2O = c_acqua ΔT

Q_sistema = c m ΔT_comp. ΔT_ferro + c_ferro ΔT

Q_sistema = 0 = c m ΔT_ferro c_mescolanza ΔT_H2O

T - C = c_H2O m_H2O ΔT_H2O /

4_H2O 1,86 kg . 1,4 kg . 2°C

m_H2O ΔT_ferro + c_mescolanza ΔT_H2O =

0,382 @_H2O

5 pk

1.2/6

130 g caffè

T = 80°C + ghiaccio

(123 g) a T_g = -20°C

m_c + m_g = ?

m_c(T_H - T_F) + m_g(T - T_g + = 0

c(

(T - T_F - T_g)

C_t + L_g c

Q₁ = m_g(θ + 10) = 7,6 kJ =

Q₂ = m_L s_L = 3,936 kJ

Q₃ = m_LH2O(T - 0)

c_acqua

Q = m_c L_H2O

Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ = 0

(t

Q₁ + m_g c_H2O T

+ m_H2O C_acqua = 0

T_K = m_C θ + Q₂ = 60 g of

(m_g - m_c) c

2.2/5

V₁ = 1m V₁ = 0 ρ = costante

V₂ = ∑ π r² V/3   557.2,25 m³

W = L

L = ∫ _V1 ^V₂pdV = p(V₂ - V₁) - pV₂

= 569,63 kJ

2.2/6

monotonico

C_v = 3/2 R

C_p = 5/2 R

Q = Q

m = pv/RT = 106,2 mol

p = 100kPa

V₂ = 2 m³

V₂ = v

L = 0

T₂ PV = 849 K = 576^o C

Q = m_Cv ∆T = m_Cv ∆T = 106,2 . 8,314 = J   ∑ 566

= 750 kJ

2.2/7

V = 0,5 m³ biotonico 0^oC P = 100xPa procedura

V₂ = 1 m³ η = Q∆U; L

PV = nRT   m = 29,02 mol

PV = nRT TP PV = 5 ∑ _₁

Q = m_0,5∆T = 22,02 . 8,314. (546,63 - 273,15) =

∓(mol. _₁ k: 1 K: 75

L = ∫ _V1^V₂ pdV = p(V₂ - V₁) =  pV.50.000 J = 50 kJ

∆U = Q - L = 125kJ

4.2/1

Combur. di una misc. con agenti T₂ V₂ = 2V₁ m = 1, aria ?ΔS

In pratica è una espansione ΔU = 0 = Q - L ΔS = m c_v ln ^T_v/_T1 + m R ln ^v_f/_v1 = = 3/2 p₁ v₁ = m R 1 + 1 = 3/2 ln 3 = ln 3 = 9,13 ^J/_K

4.2/2

m₂ di acqua T_v 20°C ?ΔS

ΔS = m c_v ln ^T_v/_T1 m R ln ^v_f/_v1 = ΔS - m c_v ΔT = -L m c_v ΔT - 12 kJ T_f 120 - T_ui ^{120 - 1}/_{nO = 287 J/J/kg} ΔS = 360,5 ^J/_K

4.2/3

2 acciaio kg a 200°C = 473,15 K ? = ΔS

ΔS = m c_p ln ^T_a/_T = 476,08 ^J/_K

lo scambio è uno scambi Q = mc ΔT = 2 480 (200.^J/_kg) = - 174,72 kJ/kg

ΔS_acqua = 606,35 ^J/_K

ΔS_tot = ΔS_acciaio + ΔS_H2O - 606,35 - 476,08 = 130,5 ^J/_K

52/7

ciclo Rankine

q_suc / 3

p₃ = 1.7 bar     T₃ = 250 °C

p₄ = 5 bar     p_e = 0.85

pvⁿ = cost

pf

v

? = P

p_e = ^{h₁ - h_iz} / (h₁ - h_mic )

---- h_m zuc

h₁ = c_p1t₁ - a 1.86 kJ

h = h_m zu¹ - 3.1 ^q_v

(P_fan/ = alt{q/ e

= 1.84 kJ

n = ^q_h1 = 9.11 ^q₁ = 9.147

8.2/1

Chiuso

con D_a 0,03 m

l_p 0,12 m

T_p 40°C

Too 20°C

T_i 300°C

λ 68

ρ 7800 kg/m³

c 440

h 7

A_f = ?

V_a = 0,212

A_t = 0,132

A_f = A_t + A₁ = 2,988

cp

B_s = hV

6,4 > 0,1

potenziale

di cambiamento

χ =

0,9605

15°47'

8.2/2

H₂O

D=63 mm

L=211 mm

T_i 25°C

ρ 1000 kg/m³

V = (D/2)²

A = (D/2)²

B= hV

0,117 > 0,1

ln

320°31' = 5h20'31''

Pompa di calore

Q = 9,76 kg/s

P = 130 kJ/kg

T₁ = 35°C

T₂ = 25°C

T₃ = 50°C

ΔT fluido = 12-3 = 5°C

T_a = 40°C

h₂ = 90 kJ/kg

Δh₁₂ = q = 3,60 kJ/kg - 2,50 kJ/kg

s₃ - s₂ = 1,176 kJ/kg K

COP = (h₄ - h₁) / (h₃ - h₂) = 3,77