[Risolto] Problema sul calore, urgente

Un calorimetro di rame avente massa mc = 190 gr contiene una quantità ma = 350g di acqua a temperatura T = 12°C in equilibrio termico con il recipiente.

Viene immesso nel calorimetro un getto di vapore acqueo a 100*C di massa mv = 30,0 gr.

Calcola:

a. la minima quantità di calore Q che il vapore deve rilasciare per trasformarsi in acqua.

la tabella mostra che il vapore ha un indice di calore Hv pari a 2260 joule /gr per cui Q = 2260*30 = 67.800 joule

 

b. la temperatura T' a cui si porta inizialmente l'acqua, assumendo che in una prima fase si possa trascurare il calorimetro e che l'acqua al suo interno assorba tutto il calore rilasciato dalla condensazione del vapore e dal suo raffreddamento.

Conservazione dell'energia :

ma*T*ca+Hv*mv = T'*(mv+ma)*ca

T' = (ma*ta*ca+Hv*mv)/((mv+ma)*ca)

esplicitando:

T' = (350*12*4,186+2260*30)/(380*4,186) = 53,68°C 

 

c. la temperatura finale di equilibrio T'' nel calorimetro, partendo dalla situazione in cui il rame si trova a temperatura T = 12°C ed il recipiente contiene solo acqua liquida alla temperatura calcolata nel quesito b

calore specifico del rame cc = 0,385 joule/(gr*°C)

Conservazione dell'energia :

mc*T*cc+(mv+ma)*ca*T' = T''*((mv+ma)*ca+mc*cc)

T'' = (mc*T*cc+(mv+ma)*ca*T') / ((mv+ma)*ca+mc*cc)

esplicitando :

T'' = (190*12*0,385+380*4,186*53,68)/(190*0,385+380*4,186) = 51,85°C