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Ho provato a fare questo esercizio molte volte ma non mi viene:

In un recupiente isolato ci sono 60 grammi di caffè espressoa 40 gradi c ai quali vengono aggiunti tre cubetti da 10 grammi ciascuno a -18 gradi C. Determina la temperatura di equilibrio de sistema precisando la quantità d’acqua e di ghiaccio presenti nel recipiente. (Lf = 3,35 * 10^5 J/kg)

Autore

@Andrea05
Cubetti di che?
Il ghiaccio che si scioglie allunga l'espresso, non lo si deve usare!
Quelle rare volte che mi serve di raffreddare una bevanda troppo calda (solo per gli ospiti, io aspetto con calma.) uso dei cubetti di granito di cui mantengo sempre un sacchetto in freezer, mica gli sbrodolo ciò che gli offro.

@andrea05 ...saggio ex prof...❤🌹❤🌹❤

@exprof  ❤️ ❤️ ❤️  cubetti di granito??? Sei stato forte.

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m1 = 60 g di caffè a T1 = + 40°C;

m2 = 3 * 10 g =30 grammi di ghiaccio a T2 = - 18°C;  m2 = 0,030 kg;

Lf = 3,35 * 10^5 J/kg;

Q fusione = Lf * m2 = 3,35 * 10^5 * 0,030 = 10050 J; Calore assorbito per fondere a 0°C.

Calore specifico ghiaccio c2= 2220 J/kg°C;

Calore specifico acqua c1 = 4186 J/kg°C;

Il caffè avrà lo stesso calore specifico dell'acqua c1 = 4186 J/kg°C.

Te = temperatura di equilibrio.

Q1 = c1 * m1 * (Te - 40°); calore ceduto dal caffè caldo che si raffredda;

Q2 = c2 * m2 * [0° - (- 18°)]; calore assorbito dal ghiaccio che arriva a 0°;

Q acqua fredda = c1 * m2 * (Te - 0°); calore assorbito dal ghiaccio fuso che è  diventato acqua fredda a 0°C;

Q1 + Q2 +  Q fusione + Q acqua fredda = 0;

c1 * m1 * (Te - 40°) + c2 * m2 * [0° - (- 18°)] + Lf * m2 + c1 * m2 * (Te - 0°) = 0;

4186 * 0,060 * (Te - 40°) + 2220 * 0,030 * 18 + 10050 + 4186 * 0,030 * Te = 0;

251,16 * Te - 10046,4 + 1198,8 + 10050 + 125,58 * Te = 0;

251,16 * Te + 125,58 * Te = + 10046,4 - 1198,8 - 10050;

376,74 * Te = 8837,1;

T equilibrio:

Te = 8837,1 / 376,74 = 23,5°C:

Alla fine avremo una massa di 60 + 30 = 90 g a 23,5°C.

Ciao @andrea05

@mg grazie mille 😊

@mg 👍❤🌹👍....sicura?



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In un recipiente isolato ci sono mc = 60 grammi di caffè espresso alla temperatura Tc di  40 °C ai quali vengono aggiunti tre cubetti di ghiaccio da mg = 10 grammi ciascuno alla temperatura Tg = -18 °C.

Determina la temperatura di equilibrio Te del sistema precisando la quantità d’acqua e di ghiaccio presenti nel recipiente. (calore latente di fusione del ghiaccio Hf = 3,35 * 10^2 J/grammo, calore specifico del ghiaccio cg = 2,090 J/grammo).

image

calore specifico del caffè = calore specifico acqua = ca = 4,186 J/(gr.*°C)

energia iniziale del caffè = Ec = mc*Tc*ca = 60*4,186*40 = 10.046 J

energia Erg necessaria per riscaldare il giaccio e portarlo dalla temperatura iniziale di -18 °C alla temperatura di fusione di 0 °C : 

Erg =3*10*2090 *(0-(-18)) = 1129 J

Energia Erf rimanente per fondere il ghiaccio :

Erf = Ec-Erg = 10046-1129 = 8917 J

ghiaccio fuso mgf = Erf/Hf = 8917/335 = 26,6 grammi 

 

situazione finale : rimane un mix di 30-26,6 = 3,4 grammi di ghiaccio e (60+26,6) = 86,6 grammi di acqua, il tutto alla temperatura di 0 °C

 

 



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cosa sarebbe Lf?

@quasimaimati Lf = calore latente di fusione del ghiaccio; il ghiaccio fonde a 0°C assorbendo calore. Ciao.



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Calcolo temperatura equilibrio caffè e ghiaccio 1
Calcolo temperatura equilibrio caffè e ghiaccio 2



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SOS Matematica

4.6
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