In un bicchiere contenente 100 cm3 di acqua a 20°C viene introdotto un cubetto di ghiaccio di massa 10 g alla temperatura do 0°C. Quale sarà la temperatura dell'acqua all'equilibrio dopo che tutto il ghiaccio sarà fuso? Assumi L=335 J/g
In un bicchiere contenente 100 cm3 di acqua a 20°C viene introdotto un cubetto di ghiaccio di massa 10 g alla temperatura do 0°C. Quale sarà la temperatura dell'acqua all'equilibrio dopo che tutto il ghiaccio sarà fuso? Assumi L=335 J/g
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Livello 0
m1 = 100 cm^2 * 1 g/cm^3 = 100 grammi di acqua,
t1 = 20°C;
l'acqua cede calore, il ghiaccio lo assorbe.
m2 = 10 g massa del ghiaccio,
t2 = 0°C;
te = t equilibrio finale.
Q1 + Q2 + Q fusione = 0; (La somma dei calori scambiati deve dare 0 J).
c1 * m1 * (te - 20°) + c2 * m2 * (te - 0°) + Lf * m2 = 0;
c1 e c2 sono uguali, sono il calore specifico dell'acqua.
Il ghiaccio diventa acqua fredda a 0°C dopo la fusione.
c1 = c2 = 4,186 J/g °C.
c1 m1 te - c1 m1 * 20° +c2 m2 * te + Lf m2 = 0
te * (c1 m1 + c2 m2)= c1 m1 * 20° - Lf * m2;
te = (c1 m1 * 20° - Lf * m2) / (c1 m1 + c2 m2)
te = (4,186 * 100 * 20° - 335 * 10) / ( 4,186 * 100 + 4,186 * 10);
te = 8338,5 / 460,46 = 18,1°C; (temperatura di equilibrio).
Ciao @sophie-2
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Genius I
Energia iniziale Ei = 100*20*4,186 = 8372 joule
calore latente di fusione del ghiaccio Hf = -333 joule /grammo
energia fusione ghiaccio Efg = Hf*mg = -333*10 = 3330 joule
Energia residua Er =Ei+Efg = 8372 -3330 = 5042 joule
temperatura finale Tf = Er/((ma+mg)*ca) = 5042/((100+10)*4,186) = 10,95°C
97265
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Genius II