Fenomeni termici

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Fenomeni termici #10322

avt
Jumpy
Cerchio
Buon pomeriggio emt ... questo è un problema parecchio interessante sulla fisica che nn riescvo a risolvere:
Un calorimetro contiene una massa di acqua pari a 200g alla temperatura di 20,0°C. Si scalda poi fino a 100°C un oggetto di ottone di massa pari a 100g e lo si immerge nel calorimetro. Sapendo che la capacità termica del calorimetro è 120 J/K e che il calore specifico dell'ottone è di 380J/(kg K) calcola la temperatura di equilibrio.
[23°C] Grazias emt
Ringraziano: Omega
 
 

Re: Fenomeni termici #10396

avt
frank094
Sfera
Ciao Jumpy, sappiamo che la capacità termica è definita dal rapporto tra quantità di calore e differenza di temperatura..

C = (Q)/(Δ T)

La quantità di calore sottratta all'ottone, una volta immerso, è pari a

Q_(ottone) = m c_(ot) Δ T = m , c_(ot) (T_(ot)-T_e)

La quantità di calore fornita all'acqua, una volta immerso l'ottone, è pari a

Q_(acqua) = m c_(a) Δ T = m , c_(a) (T_e-T_(a))

La differenza tra questi scambi di energia servono al calorimetro per incrementare la sua temperatura dalla stessa del'acqua a quella di equilibrio..

C = (|Q_(ottone)-Q_(acqua)|)/(T_e-T_(a))

Da cui

120 = (|38(100-T_e)-837,2(T_e-20)|)/(T_e-20)

Moltiplichiamo per la differenza di temperatura del calorimetro..

120 , T_e-2.400 = |38(100-T_e)-837,2(T_e-20)|

Sappiamo, dal risultato emt, che T_e = 23 , text°C perciò possiamo immeditamente togliere il modulo ( in genere risolvi entrambe e prendi l'unico valore accettabile ).

120 , T_e-2.400 = 3800-38 , T_e-837,2 , T_e+16.744

Da cui si ottiene

995,2 , T_e = 22.944 ⇒ T_e = 23,05 , textC
Ringraziano: Omega, Pi Greco, Ifrit
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