In un recipiente isolato si aggiungono 250 g di ghiaccio a 0°C, a 600 g di acqua a 18.0 °C.
Determinare:
a) la temperatura finale del sistema
b) l’eventuale quantità rimanente di ghiaccio.
(Si assuma per il calore di fusione del ghiaccio
= 3.33 x 10^5J/kg e per il calore specifico dell’acqua c = 4186J/kg Celsius)
SOLUZIONI
DOMANDA A) 0 gradi, 2 gradi, -1 grado, 7 gradi
DOMANDA B) 0.212 kg, 0.050 kg, 0.114 kg, 0.113 kg
89
punti
Livello 1
Affinché il ghiaccio si sciolga totalmente, serve una quantità di calore pari a:
$ Q = L*m = 3.33\times 10^5 J/kg * 0.250 = 83250 J$
D'altra parte l'acqua può cedere al massimo una quantità di calore pari a:
$ Q = c m \Delta T = 4186 J/kgC* 0.600 kg * (18 - 0) = 45208.8 J$
ottenuta ponendo $T_f = 0$.
Questo vuol dire che i ghiaccio non può sciogliersi completamente. Il calore fornito dall'acqua ci consente di sciogliere una quantità di ghiaccio pari a:
$ m = Q/L = 45208.8 J / 3.33\times10^5 J/kg = 0.136 kg$
Quindi rimarranno $m=250g-136g = 114 g$ di ghiaccio.
Dato che rimane del ghiaccio, la temperatura di equilibrio è $T_e = 0°C$.
Noemi
9382
punti
Livello 5
@n_f grazie mille
