A cura di: Stefano Sannella
{etRating 2}Si impiega una potenza di $500W$ per $2 min$ per forare una piastra di rame di massa $1kg$ e calore specifico $0,38 (kJ)/(kg*C)$. Per l’80% l’energia meccanica impiegata si converte in energia termica che va a riscaldare la piastra. Calcolare l’innalzamento di temperatura del metallo. (R=125°C)
Conoscendo la potenza è il tempo, ottieni subito il lavoro del trapano.
Infatti la potenza è definita come
$P=frac{DeltaL}{Deltat}$
Perciò il nostro lavoro risulta essere uguale a
$L=P*t=500W*120sec=6*10^4J=60kJ$
L’80% di questo lavoro si trasforma in calore, e possiamo quindi calcolare anche questo, il che equivale a trovare i $4/5$ di $60kJ$, ovvero
$48kJ$
Questo calore quindi va ad innalzare la temperatura della piastra secondo la nota legge
$Q=mcDeltat$
In questo caso la nostra incognita è la variazione di temperatura, che possiamo quinid esprimere come
$Deltat=Q/(mc)$
Sostituendo i valori numerici
$Deltat=48/(1*0,38)=126,3$
Perciò possiamo dire che l’innalzamento della temperatura del metallo è di $126 C$
Ovviamente abbiamo supposto che il rame si trovi a una tempratura iniziale non elevata: se infatti la lastra si trovasse a una tempratura prossima ai $1000$ Celsius, bisogna stare attenti perchè un ulteriore fornitura di calore porterebbe il metallo a $1084$ gradi, punto di fusione del rame, e si sa che l’equazione fondamentale della calorimetria non è valida durante i cambiamenti di fase.
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