[Risolto] Problema sul calore

Il calore specifico del ferro è:

c1 = 450 J/(kg °C);

m1 = 3,5 kg; massa del ferro;

T equilibrio = 27°C;

T1 = temperatura iniziale del ferro.

Q1 = c1 * m1 * (Te - T1); il ferro cede calore Q1 all'acqua.

c2 = 4186 J/(kg °C); m2 = 20 kg di acqua; ( 20 litri = 20 kg)

Q2 = c2 * m2 * (Te - T2); l'acqua assorbe calore Q2 dal ferro;

Q1  e Q2 sono uguali in valore assoluto.

Q1 è negativo; Q2 è positivo.

Q1 + Q2 = 0; se non ci sono dispersioni di calore.

450 * 3,5 * (27° - T1) + 4186 * 20 * (27° - 26°) ;

42525 - 1575 * T1 + 83720 = 0;

- 1575 * T1 = - 83720  - 42525;

1575 * T1 = 126245;

T1 = 126245 / 1575 = 80,2°C; ( 80°C circa, temperatura iniziale del ferro).

Ciao @sostanca5

Un blocco di ferro di massa mf = 3,5 kg viene immerso in una vasca che contiene ma = 20,0 L d’acqua a 26 °C. La temperatura di equilibrio risulta 27 °C. Calcola la temperatura iniziale Tif del ferro.

si applica banalmente la conservazione dell'energia !!!

densità dell'acqua ρa = 1kg/litro

calore specifico del ferro cf = 450 J/(kg*°C)

calore specifico dell'acqua ca = 4186 J/(kg*°C)

ma*ca*Ta +mf*cf*Tif = Te(ma*ca +mf*cf)

Tif = (Te*(ma*ca +mf*cf)-ma*ca*Ta)/(mf*cf)

Tif = (27*(20*4186+3,5*450)-20*4186*26)/(3,5*450) = 80,16°C

Un blocco di ferro di massa 3,5 kg viene immerso in una vasca che contiene 20,0 L d’acqua a 26 °C. La temperatura di equilibrio risulta 27 °C.

Calcola la temperatura iniziale dal ferro.

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Temperatura di equilibrio $\small T_e= 27°C;$

massa del blocco di ferro $\small m_1= 3.5\,kg;$

massa dell'acqua $\small m_2= 20\,kg;$

calore specifico del ferro $\small c_1= 0,45\,J/g·°C;$

calore specifico dell'acqua $\small c_2= 4,186\,J/g·°C;$

temperatura iniziale del blocco di ferro $\small T_1=\, ?;$

temperatura dell'acqua $\small T_2= 20°C;$

quindi:

$\small T_e= \dfrac{m_1·c_1·T_1+m_2·c_2·T_2}{m_1·c_1+m_2·c_2}$

$\small 27= \dfrac{3,5·0,45·T_1+20·4,186·26}{3,5·0,45+20·4,186}$

$\small 27= \dfrac{1,575·T_1+2176,72}{1,575+83,72}$

$\small 27= \dfrac{1,575·T_1+2176,72}{85,295}$

$\small 27·85,295= 1,575·T_1+2176,72$

$\small 2302,965= 1,575·T_1+2176,72$

$\small 2302,965-2176,72= 1,575·T_1$

$\small 126,245= 1,575·T_1$

$\small \dfrac{126,245}{1,576}= T_1$

$\small 80,16= T_1$

per cui:

temperatura iniziale del blocco di ferro $\small T_1= 80,16\,°C.$