esercizio fisica con temperatura, volume e forza

Question

buongiorno, ho problemi con la risoluzione di questo quesito, che tra l'altro è stato già risolto diverse volte sul forum (allego link qua sotto), ma nella mie proposte di risultato sembra non essercene una corretta, a questo punto chiedo secondo voi quale mettereste. Grazie in anticipo.

una scatola cubica di volume 5,1*10^-2 m3 è riempita d'aria alla pressione atmosferica alla temperatura di 20°C. La scatola viene chiusa e riscaldata fino ad una temperatura di 180°C.
Determinare la forza che agisce sulle pareti della scatola.
-200.5 N
-4.3 x 10^5 N
-7.6 x 10^3 N
-2.4 x 10^-2 N
-9.1 x 10^5 N

link risoluzione1:
https://www.sosmatematica.it/forum/domande/fisica-temperatura-volume-e-forza/

link risoluzione2:
https://www.sosmatematica.it/forum/domande/fisica-esercizio/?orderby=newest

Autore

Risposta

Utente

(@giorgio187653)

43 punti

livello:

Livello 0

20 Risposte
20 0 0

22/11/2022 23:20

remanzini_rinaldo · Accepted Answer

ribadisco :

P*V = n*R*T

V, n ed R sono costanti

P1 = Patm = 1,013*10^5 Pa

P1 = k*T1 = K*(273,15+20)

k = 1,013*10^5/293,15 = 345,6

P2 = k*T2 = 345,6*(273,15+180) = 1,566*10^5 Pa

spigolo S = ³√51 = 3,708 dm

superficie di ogni faccia S = S^2 = 13,75 dm^2 = 0,1375 m^2

Forza netta per faccia Fn = (ΔP*S) = (1,566-1,013)*10^5*0,1375 = 7,60*10^3 N (opzione c)

Forza netta totale F'n = Fn*6 = 7,60*10^3*6 = 4,56*10^4 N

remanzini_rinaldo

(@remanzini_rinaldo)

96644 punti

livello:

Genius II

25246 Risposte
13 9619 8043

23/11/2022 00:45

mg · Answer

Volume costante:

V = 5,1 * 10^-2 m^3;

T1 = 20° + 273 = 293 K;

P1 = 1,013 * 10^5 Pa; pressione atmosferica.

T2 = 180° + 273 = 453 K;

Se T aumenta, aumenta la pressione P.

P2 / T2 = P1 / T1; legge delle isocore; Pressione P e temperatura assoluta T sono proporzionali.

P2 = P1 * T2 / T1;

P2 = 1,013 * 10^5 * 453 / 293 = 1,57 * 10^5 Pa;

P = Forza / Area;

Forza:

F = P * Area;

Area =L^2;

troviamo lo spigolo della scatola cubica. Volume = L^3.

L = radicecubica(5,1 * 10^-2) = 0,371 m;

Area di una faccia:

A = 0,371^2 = 0,138 m^2;

F = 1,57 * 10^5 * 0,138 = 21700 N = 2,17 * 10^4 N (circa). (Forza interna)

Togliamo la forza esterna alla parete dovuta alla pressione esterna:

P atm = 1,013 * 10^5 Pa;

F esterna = 1,013 * 10^5 * 0,138 = 1,40 * 10^4 N;

F risultante = 2,17 * 10^4 - 1,40 * 10^4 = 0,77 * 10^4 N

F ris = 7,7 * 10^3 N; (terza opzione).

Ciao@giorgio187653

mg

(@mg)

63593 punti

livello:

Genius I

9160 Risposte
5 5615 1235

23/11/2022 12:45

esercizio fisica con temperatura, volume e forza

Domande