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Termodinamica: esercizi svolti per le superiori

Esercizi risolti per capitolo:

Calore e temperatura

Vedi la teoria »

Secondo Principio della Termodinamica

1. Le macchine termiche

2. La Macchina di Carnot

2.1. Ciclo di Carnot

3. Forum

Vedi la teoria »

Calore e temperatura

1. Misura della temperatura

2. Misura del calore

2.1. La capacità termica

2.2. Il calore specifico

3. La Termodinamica

3.1. Sistema, ambiente ed universo

3.2. Tipi di trasformazione

4. Forum

↓ Mostra documenti teorici [2] ↓

Le soluzioni passo-passo sono disponibili su:

https://it.openprof.com/wb/capitolo:calore_e_temperatura/528/

Esempio 1.

Una macchina termica ideale di Carnot ha come termostato freddo il ghiaccio al punto di fusione e come termostato caldo l'oceano alla sua temperatura media di 4°C. Quanto ghiaccio si dovrebbe sciogliere in un'ora per sviluppare una potenza di 1 GW?

Esempio 2.

Un cilindro munito di pistone mobile contiene una mole di gas perfetto alla temperatura di 10 °C, alla pressione di 100 kPa e ha un volume iniziale di 0,5 mc.

Il pistone scende e comprime isotermicamente l'aria fino a un volume di 0,1 mc, successivamente l'aria subisce una compressione adiabatica () fin quando il suo volume arriva a 0,05 mc.

Il sistema viene poi fatto espandere isotermicamente fino alla pressione di 400 kPa e successivamente viene fatto espandere fino a ritornare allo stato iniziale.

Calcolare la pressione e la temperatura massima che viene raggiunta durante il ciclo, il lavoro compiuto in un ciclo e il rendimento.

Per migliorare il rendimento di una macchina di Carnot è più vantaggioso aumentare di 5 K la temperatura del termostato caldo o diminuire della stessa quantità quella del termostato freddo (tenendo costante la temperatura dell'altro)?

Quanto calore è necessario per riscaldare 80 litri di acqua da 5 a 60 gradi?

Consideriamo il calore specifico dell'acqua dell'acquedotto pari a 4200 J/(kg K).

Quanta energia è necessaria per raffreddare da 80°C a 20°C cinque litri di petrolio?

(densità 900 kg/mc - calore specifico 0,25 Wh/kgK)

Qual è la capacità termica di un pezzo di 4 kg di ferro? Il calore specifico del ferro è 465 J/(kg K).

Quanto calore abbiamo bisogno per scaldarlo di 200 K?

Calcolare la capacità termica di 6 kg di bronzo tenendo presente che il bronzo è una lega di rame (80%) e stagno (20%).

Il calore specifico del rame è 385 J/kg K, dello stagno 228 J/kg K.

Che quantità di calore è necessaria per riscaldare l'aria da 5°C a 20°C in un appartamento di 60 mq con i soffitti alti 2,6 m?

Il calore specifico dell'aria è 1,005 kJ/kg K , la densità dell'aria è .

Un cilindro di ferro, del volume di 22 cmc, viene riscaldato a 98 °C e successivamente immerso in un calorimetro contenente acqua a 20 °C. Sapendo che:

la densità del ferro è 7800 kg/mc
il calore specifico del ferro è 500 J/kg°C
la temperatura all’equilibrio termico è 26 °C
l’equivalente in acqua del calorimetro è 26 g

Determinare la quantità di acqua contenuta nel calorimetro.

10.

Una massa di 100 g di una sostanza incognita alla temperatura di 100 °C viene immersa in un calorimetro di alluminio (calore specifico 900 J/(kg °K)) di 60 g che contiene 150 g di acqua alla temperatura iniziale di 20°C. Raggiunto l'equilibrio termico si osserva una temperatura finale di 21,5 °C.

Calcolare:

il calore totale ceduto dalla sostanza incognita e il suo calore specifico.
quale dovrebbe essere la massa della sostanza incognita affinché l'acqua raggiunga la temperatura finale di 30 °C.