Azoto evaporato a seguito di contatto termico

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Azoto evaporato a seguito di contatto termico 09/01/2017 20:17 #92964

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Ecco un esercizio dall'espressione talmente semplice che mi vergogno di non essere riuscito a risolverlo neanche dopo un pomeriggio di riflessione.

Un corpo di massa m=5\cdot 10^{-2}\ kg e calore specifico c=4\cdot 10^2\ \frac{J}{Kg\cdot K} viene immerso in un recipiente contenente azoto liquido bollente alla temperatura T_0=-196^o\ C. Il calore latente dell'azoto è \lambda=2\cdot 10^{-5}\ \frac{J}{kg}. Calcolare quanto azoto evapora.

La risposta fornita dal libro è m_N=0,22\ kg.

Io ho proceduto in questo modo: il calore utilizzato dalla massa di azoto per evaporare è fornito dal corpo:

\\ Q=m\cdot c\cdot (T_0-T)=\\ \\ =5\cdot 10^{-2}\cdot 4\cdot 10^{-2}\cdot (-196-24)=-4400\ J

La massa di azoto evaporata la trovo allora attraverso la formula:

m_N=\frac{Q}{\lambda}=\frac{4400}{2\cdot 10^{-5}}=2,2\cdot 10^8\ kg

Come si può vedere, il mio risultato è sbagliato di ben 9 ordini di grandezza! Dove diamine è l'errore? C'è un altro modo per risolverlo?

Avrei anche provato a cercare la temperatura di equilibrio ma non ho la massa totale di azoto e neanche il suo calore specifico. Coi dati forniti questo mi sembra l'approccio migliore.
 
 

Re: Azoto evaporato a seguito di contatto termico 11/01/2017 17:30 #93012

  • Luigi76
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Assumendo che la temperatura iniziale del corpo sia
T = 24 °C (avresti dovuto scriverlo)
allora la quantità di calore ceduta dal corpo è
Q = m C (T - To) = 4400 J
quindi la quantità di azoto che evapora è
Mn = Q/λ
e, con i dati forniti ottengo il tuo stesso risultato.
Ringraziano: Pi Greco, CarFaby

Re: Azoto evaporato a seguito di contatto termico 12/01/2017 14:56 #93026

  • Kahoni
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Ok, grazie. Cercherò comunque un altro modo per risolverlo.

Re: Azoto evaporato a seguito di contatto termico 12/01/2017 15:38 #93027

  • Luigi76
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Devi controllare il dato del calore latente di N2.
Secondo Wiki il calore latente di ebollizione di N2 è:
λ = 200 kJ/kg = 2*10^5 J/kg
In tal caso la massa di N2 che passa allo stato gassoso è :
m = 4400/2*10^5 = 0,022 kg
Ringraziano: CarFaby
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