Tanti esercizi sul calore…

Tiziana Fiorani
Giuseppe ha scritto:
 
  1. Qual è la quantità di calore necessaria per portare 60 g di piombo da 20 °C a 300 °C?
  2. La temperatura di 100 g di acqua passa da 30 °C a 20 °C. Quanti joule si liberano?
  3. 2,0 kg d'acqua passano da una temperatura di 15 °C a una di 45 °C. Quanto calore è stato assorbito dalla massa d'acqua?   
  4. Quanto calore bisogna fornire per fare aumentare la temperatura di 40 g di rame da 30 °C a 50 °C?
  5. La temperatura di 50 g di acqua che hanno assorbito 1000 cal è 50 °C. Qual era la temperatura iniziale? 
Grazie.
 
Rispondo così:
 
Tutti i problemi che mi proponi si risolvono a partire dalla relazione Q = m×Cs×Δt, dove Q indica la quantità di calore ceduta o assorbita, m è la massa della sostanza da scaldare o raffreddare, Cs è il calore specifico della sostanza e Δt è la differenza di temperatura. Conoscendo tre delle quattro grandezze che compaiono in questa relazione è possibile determinare la quarta. Nell’esercizio 1, per esempio, la massa m è 60 g, il calore specifico del piombo, che è tabulato, è Cs = 0,129 J∙g-1∙K-1, mentre la differenza di temperatura Δt è (300 – 20) °C = 280 °C = 280 K. Quindi:
 
Q = m×Cs×Δt = 60 g × 0,129 J∙g-1∙K-1 × 280 °C = 2167 J = 2,2 kJ
Per scaldare 60 g di piombo da 20 a 300 °C servono circa 2,2 kJ di calore.
Gli altri tre esercizi si risolvono allo stesso modo. Nell’ultimo, invece, conosci il calore Q (attenzione alle unità di misura!) e devi ricavare Δt con la formula inversa, cioè Δt = Q/(m×Cs); infine puoi calcolare la temperatura iniziale Ti ricordando che Δt = (Tf  - Ti) dove Tf è la temperatura finale e vale 50 °C.
Lascio a te tutti gli altri calcoli! Buon lavoro!

Per la lezione

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