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[Risolto] Fisica, calorimetria

  

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Un pericolo per il nostro pianeta è l'impatto con un asteroide. Se un asteroide cadesse in una regione della calotta polare, l'energia di impatto produrrebbe un surriscaldamento del ghiaccio, con il suo conseguente scioglimento. Supponendo che l'asteroide abbia una massa di $1,17 \cdot 10^7 kg$, arrivi al suolo con una velocità di $15,0 km / s$ e che tutta la sua energia cinetica si trasformi in calore per la fusione del ghiaccio, determina quanti metri cubi di acqua verrebbero prodotti. Per il ghiaccio, ipotizza una temperatura iniziale di $-50,0^{\circ} C$.

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Problema di fisica, non riesco a risolverlo, se qualcuno riesce a spiegarmelo. Grazie in anticipo 

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Energia cinetica dell'asteroide:

Ec =1/2 m v^2;

m = 1,17 * 10^7  kg;

v = 15,0 km/s = 15000 m/s

Ec = 1/2 * 1,17 * 10^7 * 15 000^2 = 1,32 * 10^15 J;

Tutta questa energia si trasforma in calore Q; scalda  il ghiaccio da To = - 50° a T1 = 0°C ; poi il ghiaccio fonde a 0°C

Q = c * m * (T1 - To) + Q fusione;

c = 2090 J/kg k= calore specifico del ghiaccio;

calore latente di fusione λf = 3,34 * 10^5 J/ kg;

Q fusione = λf * m

2090 * m * [0° - (- 50°)] + 3,34 * 10^5 * m = Ec;

2090 * (+50°) * m + 3,34 * 10^5 * m = 1,32 * 10^15 ;

m * (1,045 * 10^5 + 3,34 * 10^5) = 1,32 * 10^15;

m = 1,32 * 10^15/ (4,385 * 10^5) = 3,01 *10^9 kg di ghiaccio che fonde e diventa acqua a 0 °C.

m = 3 miliardi di kg di acqua.

Volume = m / densità;

Volume = 3,01 *10^9 / 1000 = 3,01 * 10^6 m^3 di acqua.

Ciao  @matteo_g12

@mg grazie mille 

 

@mg 👍👌🌹👍



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water status 1 it

Enegia cinetica Ek = 1,17/2*10^7*15^2*10^6 = 1,316*10^15 J

1,316*10^15 = m(2090*50+333*10^3)

massa acqua m = 1,316*10^15/(2090*50+333*10^3) = 3,00*10^9 kg 

La banchisa si forma per il congelamento dell'acqua dell'oceano che, essendo salata, ghiaccia a circa -1,8 °C: il ghiaccio che ne scaturisce è comunque insapore, costituito da acqua non salata, in quanto durante il processo di congelamento i sali minerali restano in soluzione, lasciando che a congelare sia semplicemente l'acqua pura.

volume V = m/ρ = 3,00*10^9 kg / 10^3 kg/m^3 = 3,00*10^6 m^3 



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massa dell'asteroide 1,17*10^7 kg

velocità 15000 m/s

energia cinetica

K=1/2(m*v^2) =1/2(1,17*10^7 * (15*10^3)^2 =1/2*5,91*10^23 =2,95*10^23 J

per fondere il ghiaccio servono 334 J per grammo per grado

se abbiamo -50 gradi

 

un metro cubo di acqua contiene 1000 litri cioè 1*10^6 grammi

1*10^6*50*334= 16,7*10^9 J m^3 di ghiaccio

2,95*10^23/16,7*10^9 = 17,7*10^12  m^3 di ghiaccio

diversi km cubi...

rivedi i conti...non garantisco

@maurilio57 grazie mille

@maurilio57 ....sei fuori di qualche ordine di grandezza



Risposta
SOS Matematica

4.6
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