Un blocco di alluminio di massa m1
Categoria: FISICA |
Testo del Quesito:
Un blocco di alluminio di massa m1 , temperatura T1 , calore specifico c1 è posto in contatto con un blocco di rame m2 , temperatura T2 , calore specifico c2.
Determina la temperatura di equilibrio.
(dati del problema m1 = 5g, m2= 15g, T1 = 250 K, T2 = 375 K, c1 = 910 J/(kg*K), c2 = 390 J/(kg*K))
Introduzione all’Argomento:
La termodinamica è quella branca della fisica che studia le trasformazioni relative al calore, alla temperatura, al lavoro e all’energia. Fondamentali nella termodinamica sono i concetti di: sistema (ossia qualunque porzione dell’universo oggetto dell’indagine; può essere aperto – scambio di energia e massa con l’ambiente – chiuso – scambio di energia con l’ambiente, ma non la massa – isolato – nessuno scambio di energia e massa con l’ambiente), ambiente, esterno al sistema e universo, costituito dal sistema e dall’ambiente.
Analisi dell’Esercizio:
In questo esercizio abbiamo un blocco di alluminio che entra in contatto con uno di rame di temperatura differente. Essendo una forma di energia, il calore si trasmette da un corpo all’altro fino a raggiungere una temperatura di equilibrio. Per calcolarla è sufficiente imporre la condizione di equilibrio, esplicitare il dato e sostituire i valori numerici all’interno della formula che ne risulta. Insomma, nulla di complicato.
Risoluzione dell’Esercizio:
Con i dati che ci vengono forniti dal problema impostiamo:
$$m_1c_1(T_e-T_1)=m_2c_2(T_2-T_e)$$
Da cui segue che:
$$T_e=\frac{m_1c_1T_1+m_2c_2T_2}{m_1c_1+m_2c_2}=$$
$$=\frac{5g\times910\frac{J}{kg\cdot K}\times250K+15g\times}{5g\times910\frac{J}{kg\cdot K}+15g\times390\frac{J}{kg\cdot K}}$$
$$\frac{\times390\frac{J}{kg\cdot K}\times375K}{…}=321K$$
