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  • Il calore specifico dell'acciaio è la quantità di calore che si deve trasferire a un chilogrammo di acciaio per alzare o abbassare la sua temperatura di una unità kelvin; dipende dal tipo di acciaio che si considera e varia a seconda della pressione che agisce sull'acciaio, nonché della temperatura dell'ambiente circostante.

    L'acciaio non è un materiale puro: si ottiene come lega dall'unione di più metalli. Le principali componenti sono ferro e carbonio, e a seconda delle esigenze si possono forgiare diversi tipi di acciaio aggiungendo altri metalli come silicio, rame, manganese o cromo, ciascuno con un proprio calore specifico.

    In assenza di indicazioni particolari si assume come valore di riferimento il calore specifico dell'acciaio inox alla temperatura di 25 °C e alla pressione di 100 kPa, che è di 502 J/(kg·K)

    Calore specifico acciaio = 502 (J)/(kg·K) (100 kPa, 25 °C)

    A scanso di equivoci precisiamo che anche l'acciaio inox esiste in diverse varianti, contenenti percentuali di cromo o di nichel differenti e con miscele che dipendono dagli utilizzi. Ciononostante il calore specifico dell'acciaio inox in generale non si discosta molto dal precedente valore, che quindi viene assunto come riferimento.

    Calore specifico dell'acciaio in altre unità di misura

    Nelle applicazioni pratiche si preferisce esprimere il calore specifico dell'acciaio in joule (J) su chilogrammo (kg) per kelvin (K)

    (J)/(kg·K)

    ossia usando le misure fondamentali del Sistema Internazionale per calore, massa e temperatura.

    Le varianti più usate sono le seguenti:

    (J)/(kg· °C), (kcal)/(kg·K), (cal)/(g· °C)

    dove kcal indica la chilocaloria, cal la caloria e g il grammo.

    • Il calore specifico dell'acciaio in J/(kg·°C) è di 502 J/(kg·°C), dunque ha lo stesso valore numerico del calore specifico espresso in J/(kg·K).

    Ricordiamo infatti che le differenze di temperatura tra scala kelvin e scala celsius sono equivalenti, ossia una variazione di temperatura di 1 K corrisponde a una variazione di temperatura di 1 °C.

    Calore specifico acciaio = 502 (J)/(kg· °C) (100 kPa, 25 °C)

    • Il calore specifico dell'acciaio in kcal/(kg·K) è di circa 0,12 kcal/(kg·K) e si ottiene convertendo 502 J/(kg·K) in kcal/(kg·K).

    Poiché 1 kcal equivale a 4184 joule

    1 kcal = 4184 J

    risulta

    502 J = (502:4184) kcal ≃ 0,12 kcal

    e dunque

    Calore specifico acciaio ≃ 0,12 (kcal)/(kg·K) (100 kPa, 25 °C)

    • Il calore specifico dell'acciaio in cal/(g·°C) ha lo stesso valore numerico del calore specifico espresso in kcal/(kg·K):

    Calore specifico acciaio ≃ 0,12 (cal)/(g· °C) (100 kPa, 25 °C)

    Per giungere a tale conclusione basta procedere col solito metodo per svolgere le equivalenze. Nello specifico bisogna ricordare che una variazione di temperatura di 1 K corrisponde a una variazione di temperatura di 1 °C, convertire le kilocalorie in calorie ed esprimere i kg in grammi:

     Calore specifico acciaio ≃ 0,12 (kcal)/(kg·K) = 0,12 (kcal)/(kg· °C) = 0,12·(1000 cal)/((1000 g)· °C) = 0,12 (cal)/(g· °C) (100 kPa, 25°C)

    Tabella di riepilogo sul calore specifico dell'acciaio

     

     

    Calore specifico acciaio (100 kPa, 25 °C)

    In J/(kg·K)

    502

    In J/(kg·°C)

    502

    In kcal/(kg·K)

    ≈ 0,12

    In cal/(g·°C)

    ≈ 0,12

     

    Per concludere vi segnaliamo la nostra lezione sul calore specifico dove, tra le altre cose, potete consultare una tabella con il calore specifico dei vari materiali.

    Risposta di Galois
 
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