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fisica facile

Esercizi svolti di Fisica. Il primo blog interamente dedicato alla risoluzione di esercizi scolastici e problemi da esame

 

 

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Vasca piena d'acqua

Post n°7 pubblicato il 22 Novembre 2009 da rebel_mc
 

In una vasca sono contenuti inizialmente 30 litri d'acqua alla temperatura di 70°C.
Calcolare quanti litri d'acqua alla temperatura di 18°C bisogna versare nella vasca per portare la temperatura finale del sistema a 30°C.

Soluzione:
Chiamiamo  TE = 30°C la temperatura di equilibrio del sistema
                   T1 = 70°C  la temperatura iniziale della massa d'acqua M1
                  
T2 = 18°C  la temperatura iniziale della massa d'acqua M2
                   M1= 30 L
                   M2 = massa d'acqua da aggiungere (incognita)

La quantità di calore assorbito dalla massa d'acqua M2 (più fredda) deve essere uguale alla quantità di calore ceduto dalla massa d'acqua M1(più calda) cioè

ΔQ2 = -ΔQ1         

NOTA: il segno - indica che il calore è "ceduto", mentre il segno + indica che il calore è "assorbito".
Per trovare il calore abbiamo bisogno della massa M dell'acqua e del calore specifico dell'acqua cs

ΔQ = csM ΔT   

ΔT è la variazione di temperatura dallo stato iniziale a  quello di equilibrio.

cs M2 (TE - T2) = - cs M1 (TE - T1)

adesso eliminando cs da ambo i membri e risolvendo per M2 si ottiene:

 M2 = - M1 (TE - T1) / (TE - T2)

M2 = - 30 Kg (30 - 70) °C / (30 - 18) °C  = 100 Kg = 100 L

Nota 2: nell'ultima formula bisogna tener presente che la densità dell'acqua è di 1 Kg/litro.

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