C&N:  ___-___-08  Clas_2C ITIS
Corregge: p:           e:          voto:

Titolo: Termologia

Dati in UI Unità Internazionali. Da riconoscere e usare nel seguito.

  coeff
dilataz		 calore
specifico		 calore
latente
fusione		 calore
latente
evaporaz		 coeff
condu-
cibilità
termica		 potere

calorifico,

 o calorico

 densita'
di massa
aria secca
0°C, 1 atm		 3,6*10-3 1005     0,024   1,29
acqua   4180 334*103 2250*103     998 20°C
polistirolo         0,027    
alluminio λ 24*10-6 896  20°C     207    
acciaio λ 11*10-6 450  20°C     70    
zucchero           3900 kcal/kg  

1 kcal = 4180 J.  1 GW (gigawatt) = 109 W. Il Sole dista dalla Terra circa 150*109 m. Il flusso di energia solare che arriva sulla Terra, su 1 m2 (perpendicolare ai raggi), vale circa 1,5 kW. Costante di Stefan  σ= 5,68*10-8.

 

123   Legge della dilatazione termica 2 11
  ∆L=kL0∆T lineare               ∆L incremento di lunghezza 1
  ∆A=kA0∆T superficiale        ∆A incremento di area 1
  ∆V=kV0∆T volumica             ∆V incremento lunghezza 1
    ∆T    incremento di temperatura 1
    L0 A0 V0 i valori iniziali 1
    I 3 k sono diversi. Nomi: coefficiente di dilatazione termica 1
    kL lineare, kA areico, kV volumico. 1
    Formula di interdipendenza: kA = 2kL     kV = 3kL 2
125  

∆L=kL0∆T
Ricavare k. Data la formula, ricavare la grandezza voluta con i passaggi algebrici (formula inversa).
      ∆L
kL0∆T = ∆L           k=
      L0∆T
2
21
∆E
C=
∆T
Definizione della capacita' termica di un corpo 2 4
C   capacita' termica del corpo ,5
∆E  incremento di energia del corpo 1
∆T incremento di temperatura ,5
22   Definizione del calore specifico di un materiale tramite:   3
frml "unitaria": ∆E=cm∆T  ∆E=c*1*1  1
frase "unitaria": = all'incremento di energia di un corpo di 1 kg 1
che incrementa la temperatura di 1 °C 1
23  

∆E=cm∆T

 Legge fondamentale della termologia 1 3
∆E incremento di energia del corpo ,5
c   calore specifico del materiale ,5
m  massa del corpo ,5
∆T incremento di temperatura ,5
24  

∆E=cm∆T
Ricavare ∆T. Data la formula, ricavare la grandezza voluta con i passaggi algebrici (formula inversa).
      ∆E
cm∆T = ∆E           ∆T=
      cm
2
750

(5p)

 A   
I= g
∆T
   L  
                   		Legge della conduzione termica di una parete particolare: 11
  - particolare: omogenea a sezione costante 2
  - I intensita' di corrente termica 1
  - g coefficiente di conducibilita' termica del materiale 1
  - A area della parete 1
  - L spessore della parete 1
800 (1p)

 

Q=km

 Legge del calore latente 5
  per il passaggio di stato di una massa m 1
  - Q quantita' di calore assorbita o ceduta dal corpo 1
  - k calore latente del materiale 1
  - m massa del corpo 1

 

 

200 L'acqua e' l'unico liquido che, rispetto alla dilatazione termica:   3
 

diminuisce di volume, tra 0 e 4 °C, di 33 ppm/°C
210 Dilatazione termica relativa (uno rispetto all'altro) di solidi, liquidi e gas.   2
  Circa 10 volte di piu' rispetto al precedente
746 Intensita' di corrente rispettivamente di (5 grandezze) 8
volume, massa, numero di unita', carica elettrica, calore 3
 V     M     N     q      Q  
I=
           I=
           I=
           I=
           I=
  t   t   t   t   t
3
- Corrente termica, U.M.S.I, nome e formula: watt= joule/s 2
 
25
L'acqua calda della vasca da bagno e' stata riscaldata ∆T = 20 °C. m= 300 kg. (a) La quantita' di calore assorbita

Frml: Q=cm∆T

Sost: Q= 4180*300*20 = 25,08 MJ

 

 5
802
Calc quantita' di calore necessaria per far evaporare 1 g di acqua

Frml: Q=km

Sost: Dalla tb: k=2250*103

∆LQ= 2250*103 * 0,001 = 2,25 *103 joule  

 

 5
30
Rotaia d'acciaio lunga 30 m. D'inverno la sua T minima e' -20 °C, d'estate, al sole, 80 °C. Quanto varia di lunghezza tra questi 2 stati estremi?

Frml: ∆L=kL0∆T

Sost: ∆L= 11*10-6*30*100
= 33*10-3 m  

 

 5
40
Un coperchio di una pentola d'acqua che bolle e': spesso L= 2 mm, Area= 0,04 m2, di alluminio; temperatura faccia esterna 97 °C; T faccia interna 100 °C. Calc Intensita' di corrente termica

Frml:
  A    
 I= g
∆T   
  L    

Sost: Dalla tabella: g=207 UI
  0,04  
 I= 207
3  = 12420 watt
  0,002  

 

 5

Extra

26
Quanto tempo deve rimanere accesa una lampada da 100 W per riscaldare l'aria di una stanza di 60 m3 di 1 °C? Supponendo il solo scambio termico rilevante sia quello lampada-aria.

Frml: Q=cm∆T   m=dV      Q=Pt  

Appl: M=dV=1,29 kg/m3 *60 m3  = 77,4 kg.   c=1005 UI

Q= 77787 J

t=777,87 s 

 15

 

 

 

 

 

40
Un coperchio di una pentola d'acqua che bolle e': spesso s= 2 mm, raggio r= 13 cm, di alluminio; temperatura faccia esterna 85 °C; T faccia interna 100 °C. (a) Quantita' calore Q che transita in 1 minuto. (b) Flusso di calore
 

Frml:

  A    
 I= g
∆T   Q=I ∆t   A= p r2 
  L    

Appl: A= 0,0531 m2. Tb: h=207 UI, cioe' W/(m°C), non (kcal/ora)/(m°C)!

Q= 4946265 J  (= 1183,32 kcal)

 

 

 

 

 

(b) I= 82437,75 W  (=70999,02 kcal/ora)

 

 4

 

 


   
mAcATA+mBcBTB
Te=
mAcA+mBcB

 

 

 

 

 
Te =
La formula serve per
Ci sono 2 casi particolari, con formule piu' semplici. Indicare il caso e scriverne formula