[Risolto] Un sistema è costituito da 3 kg di acqua a 80°C...

Primo principio della Termodinamica:

DU = Q - L

Lavoro negativo nel nostro caso (fatto sul sistema), Q negativo in quanto ceduto dal sistema

DU = - 15*4186 - (-25000) = - 37790 j = - 37,8 kJ

Quindi la variazione di temperatura risulta:

dt= DU/(m*cs) = - 37,8 *10^3 / (3*4186) = - 3°C

Temperatura finale: Tf= 80-3 = 77°C

Un sistema è costituito da m = 3 kg di acqua a To = 80°C. Agitando il sistema con un mulinello si compiono Ea = 25 kJ di lavoro su di esso, mentre gli si sottraggono Es = 15 kcal di calore. Qual è la variazione dell’energia interna ΔEi del sistema? Qual è la temperatura finale Tf del sistema?

energia iniziale Eo = m*c*To

energia sottratta Es = 15Cal = 15*4,186 = 62,8 kJ

energia aggiunta Ea = 25 kJ

energia finale Ef = Eo+Ea-Es = Tf*m*c

Tf = (3*4,186*80+25-62,8)/(3*4,186) = 77,0°C

variazione energia interna ΔEi = 25-62,8 = -37,80 kJ

check :

ΔEi/(c*m) = -37,80/(4,186*3) = -3,0°C

1° principio dell termodinamica:

Q = L + DeltaU;

DeltaU = Q - L;

Il lavoro fatto dall'esterno sul sistema è negativo;

il calore Q sottratto al sistema è negativo;

1 kcal = 4186 J.

Q = - 15 kcal  = - 15 * 4186 = - 6,28 * 10^4 J;

L = - 25 kJ = - 25 * 10^3 J = - 2,5 * 10^4 J;

DeltaU = - 6,28 * 10^4 - (- 2,5 * 10^4) = - 6,28 * 10^4 + 2,5 * 10^4;

DeltaU = - 3,78 * 10^4 J, L'energia interna diminuisce, scende la temperatura.

DeltaU = c * m * (T - To);

T - To = DeltaU / (c m);

c = 4186 J /(kg °C);

T - 80° = - 3,78 * 10^4 / (3 * 4186);

T - 80° = - 3°C;

T = 80° - 3 = 77°C.

Ciao  @simoop