Una macchina termica produce una potenza di 300 W, scaricando calore su un mucchio di neve a To = 0°C. Dopo un'ora si è fusa una quantità di neve pari a m = 13.0 Kg di neve. Sapendo che il calore latente di fusione dell'acqua è 3.35 • 10^5 J/Kg, determinare:
a) il calore assorbito e la variazione di entropia della neve.
b) il rendimento della macchina.
Il mio svolgimento è il seguente:
siccome ci troviamo di fronte a una macchina termica che compie lavoro e cede una parte di calore tale da fondere la neve, posso calcolare la quantità di di calore assorbita dalla neve come il valore assoluto del calore ceduto dalla macchina.
|Q ced| = m • Lfusione = 4.36 • 10^6
Per ottenere la variazione di entropia della neve ho pensato di calcolare la variazione di entropia durante la fusione e dopo per cui
∆S = ∆S1 + ∆S2 = m•Lfus / To + m • c • ln (Tf / To)
Occorre ricavare la temperatura finale della neve che ho ottenuto come 353 K.
∆S = m [ Lfus + c • ln (Tf/To)] = 3.00 • 10^4 J/K
Il rendimento equivale a:
r = L / L + |Qced| = P • ∆t / P • ∆t + |Q ced| = 0.20 = 20%
L'esercizio non riporta il risultato, perciò non sono molto sicuro di averlo risolto correttamente, soprattutto la parte relativa alla variazione di entropia.
