Esercizi di Termologia

Preparati con gli esercizi e gli svolgimenti redatti dai nostri tutor. Gli argomenti riguardano: Temperatura e termometri, Quantità di calore, caloria e calore specifico, Esercizio sulla temperatura di equilibrio, La dilatazione termica nei solidi e nei liquidi

di Micaela Bonito 20 settembre 2006

Esercizi di Termologia

1) Temperatura e termometri - 2) Quantità di calore, caloria e calore specifico - 3) Esercizio sulla temperatura di equilibrio - 4) La dilatazione termica nei solidi e nei liquidi



1) Temperatura e termometri


- Esercizio sulle scale termometriche (tratto da “Corso di Fisica” di U. Amaldi)
Un termometro segna a Roma 28.6 °C nel momento in cui un altro termometro segna ad Edimburgo 50°F. Qual è, nella due scale, la differenza di temperatura tra le due città?

Risoluzione:
Per risolvere l’esercizio si parte dalla relazione: (*)
Dovendo conoscere la differenza di temperatura delle città, si ottengono entrambi i valori nelle due scale termometriche.
Ovvero:
28.6°C lo trasformiamo in °F e si avrà: .

Operiamo analogamente per i 50°F, trasformandoli in °C invertendo la relazione (*):

La differenza di temperatura fra le due città nelle due scale sarà quidi pari a:
83.48°F-50°F=33.48°F  e 28.6°C-10°C=18.6°C

N.B.
Nel risolvere questo esercizio non abbiamo indicato espressamente le unità di misura delle varie costanti. E’ noto però che il fattore di scala 1.8 non è in realtà un fattore dimensionale (ovvero un numero) ma ha anch’esso le dimensioni tali da fare in modo che, moltiplicato per un 1°C, dia come risultato dimensionale 1°F.



2)
Quantità di calore, caloria e calore specifico:

- Esercizio sulla capacità termica  (tratto da “Corso di Fisica” di U. Amaldi)
La capacità termica di un pezzo d’argento è uguale a 62.79 J/°C. Calcola la sua massa sapendo che il calore specifico di questo metallo è 0.24 J/g °C.

Risoluzione:
La capacità termica è definita come: .

mentre il calore specifico  si deriva dalla seguente relazione: .
Se dividiamo quest’ultima per la quantità ΔT si ha ottiene: .
Confrontandola con la definizione di capacità termica si ottiene che: .
Per ottenere la massa sarà quindi sufficiente dividere la capacità termica C per il calore specifico c:.
Un controllo utile è quello sulle dimensioni fisica della relazione scritta. Si può notare che semplificando le unità di misura si ottiene effettivamente un risultato espresso in grammi che è coerente con il risultato aspettato (ovvero una massa).



3) Esercizio sulla temperatura di equilibrio ( tratto da “Fisica” di J. S. Walzer)

Un fabbro lascia cadere un ferro di cavallo che pesa 0.50 kg dentro un secchio  con 25 kg di acqua..
Se la temperatura iniziale del ferro di cavallo era di 450°C e quella dell’acqua di 23°C, quale è la temperatura di equilibrio del sistema? Assumi che il calore non venga disperso nell’ambiente circostante.

Risoluzione:
Per risolvere questo esercizio si utilizza la relazione della temperatura di equilibrio:
 (**) con T1, m1, c1 e con T2, m2,c2 si indicheranno rispettivamente la temperatura, la massa e il calore specifico rispettivamente dell’acqua e del ferro.
I valori di calore specifico dell’acqua e del ferro normalmente sono inseriti in un qualunque testo di fisica e si trovano facilmente anche su Internet.
L’acqua ha un calore specifico di 4816 J/(kg K) e il ferro un valore di circa 448 J/(kg K).
Sostituendo i dati si ottiene una temperatura pari a T=24°C.

N.B.
Questa volta oltre al controllo sulle dimensioni di T che risultano corrette, osserviamo che, essendo il calore specifico dell’acqua molto grande,  era prevedibile un così piccolo innalzamento di temperatura di una grande massa di acqua.

Caricamento in corso: attendere qualche istante...

3
Commenti

francesca lunedì, 12 aprile 2010

ma sparatevi autori

questi esercizi sono una merda!!! aprite libri di fisica seri e studiate ragazzi, tanto non credo che usciranno mai ste stronzate a un compito di fisica...soprattutto se la facoltà è tosta!! MC

n° 3
chiara lunedì, 1 marzo 2010

fuck

...ma fatteli tu gli eserciziii

n° 2
Ale mercoledì, 15 aprile 2009

bEST

dovreste fare problemi su più cose insieme:
ad esempio dilatazioine termica con calore specifico e densità

n° 1
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