Problemi di fisica

Question

Problema 1

Un disco di rame di 100g si trova a una temperatura ambiente di 20 C.

A) quanto calore bisogna fornire al disco per portarlo alla temperatura di fusione?

B) quanto calore bisogna fornire per fonderlo completamente?

C) per riportare il rame a 20C rapidamente, si decide di immergerlo in una vasca d'acqua a 4 C. Quanta acqua serve? (Assumere che il sistema acqua-rame non scambi calore con l'ambiente)

Problema 2

20.0 mol di gas perfetto monoatomico passano dallo stato A a pressione pa= 100 kPa e volume Va= 1.00 m³ allo stato B a pressione pb= 40kPa attraverso una trasformazione isocora. Successivamente il gas passa allo stato C pressione pc=pa e volume Vc= 400 m³ attraverso una trasformazione isoterma.

A) determina le coordinate termodinamiche del gas agli stati A, B e C

B) calcolare lavoro, calore e variazione di energia interna totali

C) come cambiano i valori calcolati al punto precedente se la trasformazione da B a C viene sostituita da una trasformazione fra gli stessi stati descritta dalla funzione P= -1.00 x 10*5 Pa/m³V + 5.00 x 10*5 Pa?

Autore

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alessandra_fanelli

(@alessandra_fanelli)

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16/01/2024 16:10

mg · Accepted Answer

temperatura di fusione del rame: T = 1085°C; c = 387 J/kg°C;

m = 100 g = 0,100 kg;

Q = c m (T - To) = 387 * 0,100 * (1085° - 20°) = 41216 J = 4,12 * 10^4 J;

calore latente di fusione = 210 kJ/kg = 210 * 10^3 J/kg;

Q fusione = 210 * 10^3 * 0,100 = 21000 J = 2,1 * 10^4 J, per fonderlo completamente.

Il disco rimane a temperatura costante durante tutta la fusione cioè 1085 °C.

Q totale assorbito = 4,12 * 10^4 + 2,1 * 10^4 = 6,22 * 10^4 J;

Vogliamo che ritorni a 4°C deve cedere tutto questo calore alla massa dell'acqua che si riscalderà fino a Te = 20°C, temperatura di equilibrio.

c acqua = 4186 J/kg°C; To = 4°C; T finale = Te = 20°C;

Q = c * m * (Te - To) = 4186 * m * (20° - 4°);

4186 * m * 16° = 6,22 * 10^4 J;

m = 6,22 * 10^4 / (4186 * 16) = 0,930 kg (circa) quasi un litro di acqua (se non c'è dispersione).

@alessandra_fanelli ciao

mg

(@mg)

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26/03/2026 17:27

remanzini_rinaldo · Answer

Problema 1

Un disco di rame di massa m = 100g si trova a una temperatura ambiente Ti di 20 C.

A) quanto calore E1 bisogna fornire al disco per portarlo alla temperatura di fusione Tf ?

calore specifico c = 0,385 J/(gr.*°C)

temperatura di fusione Tfcu = 1085°C

E = m*c*(Tfcu-ti) = 100*0,385*(1085-20)/1000 = 41,00 kJ

B) quanto calore E bisogna fornire per fonderlo completamente?

calore latente di fusione Hf = 212 J/grammo

E2 = 212*100/1000 = 21,2 kJ

E = E1+E2 = 62,2 kJ

C) per riportare il rame solido a 20°C rapidamente da Tf , si decide di immergerlo in una vasca d'acqua a 4 C. Quanta acqua serve? (Assumere che il sistema acqua-rame non scambi calore con l'ambiente)

mcu*ccu*Tf+mw*cw*Tw = 20(mcu*ccu+mw*Tw)

100*0,385*1085+mw*4,186*4 = 20(100*0,385+mw*4,186)

(100*0,385*1085-20*100*0,385) = mw(20*4,186-4,186*4)

mw = (100*0,385*1085-20*100*0,385)/(20*4,186-4,186*4) = 612 grammi di acqua

se invece si butta in acqua il rame fuso, allora servono 612*62,2/41 = 928 grammi d'acqua

remanzini_rinaldo

(@remanzini_rinaldo)

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27/03/2026 08:45

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