TERMOLOGIA

  1. Un proiettile di piombo, avente velocità v = 200 m/s, penetra in un bloccodi legno e si ferma. La temperatura iniziale del proiettile vale 20 °C.Ammettendo che l’energia persa dal proiettile provochi un aumento ditemperatura del proiettile, quanto vale la temperatura finale ? Quale dovrebbeessere la velocita del proiettile per aumentare la sua temperatura fino araggiungere la temperatura di fusione del piombo (ossia 327 °C) ?) Il calorespecifico del piombo vale cp = 130 J/kg°.) R: 174 °C, 282 m/s

  2. Uno scaldabagnocƀontiene 60 litri di acqua a 20 °C ed è caratterizzato da una potenza di 2,0kW. Calcolare la temperatura dell’acqua dopo che l’apparecchio èstato acceso per 50 minuti. R: 44 °C

  3. Un palloncino pieno d’acqua,lasciato cadere da grande altezza, subisce un urto anelastico con il suolo,cosicché il liquido contenuto al suo interno si riscalda. Nell’ipotesiche la massa dell’involucro sia trascurabile e che tutto il caloresviluppato nell’urto sia assorbito dall’acqua, calcolarel’altezza da cui deve cadere il palloncino affinché la temperaturadell’acqua possa aumentare di 2 °C R: 853 m

  4. Determinare quanto calore ènecessario fornire ad un blocco di rame avente massa m = 400 g per fonderlocompletamente, partendo dalla temperatura ambiente (T0 = 20 °C). (cCu = 385J/kg°C ; λf = 51 213500 J/°C; Tf = 1085 °C) R: 250 MJ

  5. Una sferad'acciaio di 1.5 kg non penetra in un foro circolare praticato in una lastra dialluminio di 850 g perché il suo raggio è maggiore dello 0.1% di quello delforo. Se la sfera e la lastra mantengono sempre la stessa temperatura, quantocalore deve essere erogato a entrambe, perché possa passare attraverso il foro? R: 130 kJ

  6. L'azoto liquido alla pressione di 1 atm bolle a -195.8 °C. Unamoneta d'argento di massa 15 g e temperatura 25 °C viene fatta cadere nelliquido bollente. Quanto azoto evapora ? R: 3.9 g

  7. Un pendolo semplice si puòschematizzare con una massa collegata a un estremo di un sottile filo diottone. Il pendolo ha un periodo di 2,0000 s. Se la temperatura del pendoloaumenta di 140 °C, aumenta, di conseguenza, anche la lunghezza del filo.Calcola il periodo del pendolo riscaldato. R: 2.0027 s

  8. Il bulbo di untermometro di vetro contiene 45 mm³ di mercurio. Quando il mercurio si scalda,si dilata e risale lungo un capillare di raggio 0.017 mm. La dilatazionetermica del vetro è trascurabile. Calcola quanti mm il mercurio sale nelcapillare per una variazione di temperatura di 1 °C. R: 9 mm

  9. Per riscaldarel’acqua di uno scaldabagno da 18 °C a 38 °C occorrono 45 minuti,utilizzando una sorgente di calore che ha la potenza di 3000 W, ma unrendimento dell’ 80% perché il 20% dell’energia fornita si disperdenel riscaldamento del contenitore e dei tubi. Calcolare quanta acqua contienelo scaldabagno. R: 77.4 l

  10. Determinare quanto calore è necessario fornire ad unblocco di rame avente massa m = 400 g per fonderlo completamente, partendodalla temperatura ambiente (ti = 20 °C). R: 250 kJ

  11. Una lampadina spenta è allatemperatura di 20°C. Il suo filo di tungsteno è lungo 2 cm. Dopo l'accensioneil filo raggiunge una temperatura di circa 2000 °C. Calcola l'allungamentopercentuale del filo quando la lampadina è spenta. R: 0.9%

  12. Un fornello dacampeggio consuma 140 g/l di propano e ha un'efficienza del 60% nel trasferireil calore a una pentola posta sopra di esso. Quanto tempo impiegherà a portare750 g d'acqua da 15 °C alla temperatura di ebollizione di 100 °C ? R: ≃4 minuti

  13. Versi 500 g di piombo fuso a 328 °C in una cavità ricavata in ungrande blocco di ghiaccio a 0 °C. Quanto ghiaccio si fonde ? R: 100 g

  14. Un forno industriale è costituito da pareti di mattoni refrattari dello spessore di 20 cm aventi conduttività termica pari a λ1 = 1.0 W/mK. La superficie esterna del forno deve essere coibentata con un materiale con conduttività termica λ2 = 0.05 W/mK. Determinare lo spessore dell’isolamento necessario per limitare il flusso termico specifico disperso dalle pareti al valore di 900 W/m² quando la temperatura interna del refrattario è t1= 930 °C e quella esterna dell’isolante vale t3 = 30 °C. Determinare inoltre la temperatura t2 all’interfaccia tra i due .materiali

  15. Si consideri una parete piana con base 10 m, altezza 3 m e spessore 12 cm, delimitante un vano abitativo realizzata in un calcestruzzo con conduttività termica pari a 1.4 W/(m°C). Sia pari a 25°C la temperatura interna del vano e pari a 10° C la temperatura dell’ambiente esterno. Inoltre, si supponga di ricoprire la superficie interna della parete con un sottile rivestimento di legno di balsa, avente spessore 10 mm e caratterizzato da conduttività ter mica pari a 0.055 W/(m°C). Determinare la potenza termica che attraversa la parete.