Termodinamica I

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ESERCIZIO 1 Un pezzo di Fe di massa pari a 30g viene posto in un recipiente contenente acqua mantenuta all’ebollizione a 100°C e 1 atm. Dopo che l’equilibrio termico si è stabilito il pezzo di ferro viene rapidamente trasferito in un altro recipiente contenente 100 ml di acqua. La temperatura dell’acqua passa da 20°C a 22,64°C. Calcolare il calore specifico del ferro noto che Cp, H2O(l) = 1,00cal*g-1*°C-1. Il Fe posto in acqua bollente dopo qualche tempo raggiunge la temperatura di 100°C. Quando il pezzo di ferro viene trasferito nel recipiente contenente 100ml di acqua alla temperatura di 20°C, cede il calore accumulato facendo passare la temperatura dell’acqua a 22,64°C. La quantità di calore ceduta dal ferro e acquistata dall’acqua è data da: Q = mH2O x Cp, H2O x ΔT Dove ΔT = (22,64°C-20,00°C) = 2,64°C m = 100g Cp H2O = 1,00cal g-1°C-1 Q acquistato da H2O = 100 g x 1,00 cal g-1 °C-1 x 2,64°C = 264 cal. Quindi Q ceduto dal Ferro= -264cal Ma Q = mFe x Cp Fe x ΔT Dove DT= (22,64 °C – 100°C) = -77,36 °C Cp Fe = Q / (mFe x ΔT) = -264 cal / (30g x (-77,36°C)) = 0,114 cal g-1°C-1 ESERCIZIO 2 Un gas contenuto in un cilindro di 10 cm di raggio, munito di pistone ideale (senza peso e attrito) alla pressione di 1 atm viene riscaldato. Per effetto del riscaldamento il pistone si solleva di 10 cm. La pressione dell’ambiente è 1 atm. Calcolare la quantità di calore fornita al sistema, che viene convertita in lavoro di espansione. Quando il gas viene riscaldato aumenta il suo volume. Per fare questo deve vincere una pressione esterna compiendo un lavoro di espansione: L = -PestΔV Occorre calcolare la variazione di volume che si ha nella trasformazione: ΔV = pr2h = 3,14 x ( 10,0)2 cm 2 x 10 cm = 3140 cm3 = 3,14 L Il lavoro fatto dal sistema sull’ambiente risulta : L = - 1 atm x…