Equilibrio termico
Inviato: 27 apr 2012, 17:00
Ho provato a risolvere questo problema, ma il risultato non è uguale a quello del libro e molto probabilmente ho sbagliato qualcosa.
Un blocco di ferro che pesa 825 g è riscaldato fino a raggiungere la temperatura di
C e quindi è posto in un contenitore isolato che contiene 60,0 g di acqua a una temperatura di 
C. Qual è la temperatura di equilibrio di questo sistema? Se la tua risposta è 
C, determina la quantità di acqua trasformata in vapore.
Il calore specifico medio del ferro in questo intervallo di temperatura è 560 J/(kg*K).
Le risposte sono: la temperatura di equilibrio è C; si trasforma in vapore 0,0092 kg di acqua.
Questo è il mio procedimento. Dato che l'acqua evapora a C, vediamo quanto calore è necessario per portare l'acqua da C a C.
=(0,0600kg)(4186JK^{-1}kg^{-1})(80,0K)\approx20100J)
Adesso troviamo quanto calore bisogna togliere al ferro per farlo arrivare alla temperatura di C.
=(0,825kg)(560JK^{-1}kg^{-1})(-252K)\approx-116000J)
Adesso sia l'acqua che il ferro sono a C, ma è stata tolta una quantità di calore al sistema. calcoliamola:
Dato che non devono esserci scambi di calore con l'esterno, dobbiamo aggiungere ancora 96000J di calore al sistema, in modo che la somma finale di calore sia 0. Il calore aggiunto al sistema, adesso, non aumenterà la temperatura, ma trasformerà l'acqua in vapore. vediamo quanta acqua possiamo trasformare in vapore con 96000J (usiamo la formula del vapore latente):
}\approx0.0425kg)
.
Dato che non tutta l'acqua si trasforma in vapore, l'equilibrio del sistema è a C.
il problema è che il risultato del libro è
Dove ho sbagliato? Il mio ragionamento è corretto?
Un blocco di ferro che pesa 825 g è riscaldato fino a raggiungere la temperatura di
Il calore specifico medio del ferro in questo intervallo di temperatura è 560 J/(kg*K).
Le risposte sono: la temperatura di equilibrio è
Questo è il mio procedimento. Dato che l'acqua evapora a
Adesso troviamo quanto calore bisogna togliere al ferro per farlo arrivare alla temperatura di
Adesso sia l'acqua che il ferro sono a
Dato che non devono esserci scambi di calore con l'esterno, dobbiamo aggiungere ancora 96000J di calore al sistema, in modo che la somma finale di calore sia 0. Il calore aggiunto al sistema, adesso, non aumenterà la temperatura, ma trasformerà l'acqua in vapore. vediamo quanta acqua possiamo trasformare in vapore con 96000J (usiamo la formula del vapore latente):
Dato che non tutta l'acqua si trasforma in vapore, l'equilibrio del sistema è a
il problema è che il risultato del libro è
Dove ho sbagliato? Il mio ragionamento è corretto?