Calorimetro e resistenze
Inviato: 13 lug 2013, 14:16
Questo problema l'ho trovato sul sito della SNS e dovrebbe essere il primo problema del test di ammissione per l'anno 1997-1998. Sul Forum di Olifis, però, nella sezione "Problemi della SNS", il primo problema del 1997-1998 è un altro, quindi scrivo qui quello trovato sul sito della SNS. Il problema recita:
<<Un calorimetro contiene 200 cc d'acqua alla temperatura di 18 °C. Nell'acqua è immersa una spiralina conduttrice la cui resistenza è 2.3 Ω. Se si dispone di un alimentatore che fornisce una tensione di 50 V, che resistenza si deve porre all'esterno del calorimetro ed in serie alla spiralina se si vuole che in 5 minuti la temperatura dell'acqua salga a 60 °C ? (Si trascuri la capacità termica del calorimetro)>>
Innanzitutto si procede così (correggetemi se sbaglio). Calcoliamo la massa d'acqua contenuta nel calorimetro attraverso la formula m=ρV dove ρ è la massa volumica dell'acqua e V=200cm^3. Calcoliamo il calore necessario per riscaldare di 42 °C l'acqua contenuta nel calorimetro attraverso la formula Q=mc(ΔT), dove c è il calore specifico dell'acqua. Abbiamo trovato quindi l'energia che la spiralina deve dissipare in t=5min=300s. Per calcolare la potenza usiamo P=Q/t.
Indico con R la resistenza della spiralina e X la resistenza da mettere in serie a questa (quest'ultima è incognita). La resistenza equivalente è quindi (R+X). Sappiamo che la potenza di un circuito con questa resistenza equivalente è P=V^2/(R+X). Questa, quindi, è la potenza totale del circuito, ma quanta parte di questa potenza viene dissipata dalla resistenza R? E quanta parte dalla resistenza X?
<<Un calorimetro contiene 200 cc d'acqua alla temperatura di 18 °C. Nell'acqua è immersa una spiralina conduttrice la cui resistenza è 2.3 Ω. Se si dispone di un alimentatore che fornisce una tensione di 50 V, che resistenza si deve porre all'esterno del calorimetro ed in serie alla spiralina se si vuole che in 5 minuti la temperatura dell'acqua salga a 60 °C ? (Si trascuri la capacità termica del calorimetro)>>
Innanzitutto si procede così (correggetemi se sbaglio). Calcoliamo la massa d'acqua contenuta nel calorimetro attraverso la formula m=ρV dove ρ è la massa volumica dell'acqua e V=200cm^3. Calcoliamo il calore necessario per riscaldare di 42 °C l'acqua contenuta nel calorimetro attraverso la formula Q=mc(ΔT), dove c è il calore specifico dell'acqua. Abbiamo trovato quindi l'energia che la spiralina deve dissipare in t=5min=300s. Per calcolare la potenza usiamo P=Q/t.
Indico con R la resistenza della spiralina e X la resistenza da mettere in serie a questa (quest'ultima è incognita). La resistenza equivalente è quindi (R+X). Sappiamo che la potenza di un circuito con questa resistenza equivalente è P=V^2/(R+X). Questa, quindi, è la potenza totale del circuito, ma quanta parte di questa potenza viene dissipata dalla resistenza R? E quanta parte dalla resistenza X?
grazie mille
anche tu concorrerai per fisica alla SNS?