Pierre B ha chiesto in Matematica e scienzeFisica · 10 anni fa

quanta energia serve per... Aiuto!! Non so risolvere questi quesiti :-(?

ciao a tutti. Potete aiutarmi con i seguenti quesiti? Vi prego anche di specificare cosa devo studiare per imparare a risolvere tutti i miei dubbi. Grazie

Quanta energia serve per sollevare una massa di 100kg a 2 metri di altezza? Come si arriva al risultato?

Come si calcola quanto pesa un metro cubo di un gas?

Come si calcola quanta energia può produrre un metro cubo di gas metano? E un litro di benzina?

Quanto costa uno strumento per misurare le polveri sottili presenti nell'aria? E dove si compra?

Quante calorie ci vogliono per riscaldare un litro d'acqua da 10 a 36 gradi?

Come faccio a capire quanta energia cediamo all'aria quando respiriamo? Per esempio. Ipotizzando la capacità polmonare di un litro d'aria che inspiriamo a 22 gradi ed espiriamo a 36 gradi?

Quanta energia meccanica ci vuole per produrre un kilowat di energia elettrica? Se per esempio trasformo una bicicletta in generatore di corrente? Che strumenti mi servirebbero per fare ciò? Una bici, un motore/dinamo, un alternatore che trasforma la corrente in 220 e poi?

Scusate la multi domanda. Ma come vedete ho molte lacune da colmare. Sono molto ignorante. Col vostro aiuto forse migliorerò

Aggiornamento:

siccome sono tordo e ho bisogno di esempi per capire, non è che riuscireste a fare dei piccoli esempi così capisco. Ho letto su wikipedia ma non capisco nulla con tutte quelle formule. Se mi fate un esempio pratico poi io copio :'(

Aggiornamento 2:

in pratica io sono un pò confuso per le grandezze in gioco. Se per esempio voglio spostare 100kg a 2 metri di altezza devo compiere uno sforzo pari a 100x2x9.8? Ovvero 1960joule? Solo? Un grammo di zucchero contiene circa 4 kcal ovvero 4186,8 x 4 = 16747,2 joule!! Cioè potrei alzare 100kg per ben 10 volte?

E se ho un peso di 100kg a 20 metri di altezza, come faccio a calcolare quanta emergia elettrica potrei produrre sfruttando la sua caduta controllata. Trascurando ovviamente il dissipamento

4 risposte

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  • Risposta preferita

    1) calcolo energia potenziale (in questo caso girativazionale), è:

    U(g) = m g h

    Dove:

    "U(g)" è l'energia potenziale gravitazionale,

    "m" la massa dell'oggetto,

    "g" la forza di gravità al livello del mare pari a circa 9,81m/s^2,

    "h" è l'altezza o differenza tra 2 altezze.

    L'unità di misura è il "J" joule.

    2) per calcolare quanto pesa un metro cubo di gas dobbiamo sapere quanto pesa un gas e questo si calcola con la "mole". Una mole di un qualsiasi elemento chimico o molecola è il peso atomico o la somma degli atomi componenti la molecola, il tutto moltiplicato per il numero di Avogadro, ossia il numero degli atomi contenuti in 12 grammi di carbonio. Un numero enorme pari a 6,02214179 (30) * 10^23.

    Per esempio:

    data la massa atomica dell'ossigeno pari a 16 e sapendo che di solito l'ossigeno è presente in atmosfera in forma molecolare, ovvero O2, si può sapere che una molecola di ossigeno ha massa pari a 16*2=32 e quindi una mole di ossigeno pesa 32 grammi.

    Ora che sappiamo quanto pesa una mole dobbiamo capire quanto spazio occupa alla pressione di un atmosfera.

    La legge dei gas ideali ci dice che una mole di qualsiasi gas alla temperatura di zero gradi ad una atmosfera occupano 22,414 litri.

    A questo punto, quante moli sono contenute in un metro cubo? Un metro cubo sono 1000 litri. quindi se dividiamo 1000/22,414=44,61 moli.

    44,61 moli * 32g/mol = 1427,68 grammi.

    Un metro cubo di ossigeno pesa 1,428kg

    3) per rispondere a questa domanda bisogna sapere il "potere calorifico" specifico dei diversi combustibili. Fortunatamente ho trovato una tabella su internet. Ora sapendo che dobbiamo cercare il potere calorifico sul motore di ricerca le nostre ricerche saranno più veloci. Nel mio caso un metro cubo di metano produce circa 34535 Joule/m^3.

    Ovviamente producono calore in quanto la reazione di ossidazione/combustione è esotermica.

    Non so come si faccia, partendo da 2 elementi o molecole, sapere se e quanto calore producono o assorbono (reazione endotermica) quando reagiscono.

    4) boh, cerca su internet

    5) per definizione la caloria "cal" o piccola caloria è la quantità di energia necessaria per innalzare di un grado centigrado, precisamente da 14,5 a 15,5 un grammo di acqua.

    ora dobbiamo introdurre 2 concetti fondamentali:

    - il calore specifico delle sostanze. La quantità di calore da somministrare per innalzare la temperatura di un grado centigrado (o K o C). per l'acqua, come visto è di 1 cal (4,186j) a grammo. tuttavia per il ghiaccio è quasi la metà, circa 0,53989 cal (2,260j)

    - calore latente di transizione di fase. in pratica il calore che dobbiamo fornire affinche una sostanza solida, per esempio il ghiaccio, si sciolga e diventi liquida. questa temperatura latente per il ghiaccio è pari a circa 80 cal pari a 335j. per quanto riguarda l'ebolizione dell'acqua per esempio è 542,76 calorie pari a 2272j

    tornando alla domanda:

    un litro di acqua pesa 1000 grammi, quindi una caloria a grammo vuol dire 1000cal per ogni grado. 36 gradi -10= 26 gradi. quindi, 1000 calorie x 26 gradi = 26000 cal, oppure 26Kcal

    6) per rispondere alla domanda dobbiamo sempre rifarci al calore specifico, che per quanto riguarda l'aria secca (fonti wikipedia) è di circa 1005j/kg ovvero 240 cal/kg (0,24cal/g).

    ipotizzando che al minuto respiriamo 12 volte (condizione a riposo) una quantità di circa mezzo litro di aria (sempre a riposo) consumiamo circa 12x0,5= 6 litri di aria al minuto.

    quanto pesano 6 litri di aria? circa 1.293 kg/m^3. il valore è ricavato dal fatto che l'aria è una miscela di aria, circa 78,08% di Azoto, N2 - 20,95% di Ossigeno, O2 - 934 Argon Ar - e altri gas. una mole pesa quindi circa 28,84 g/mol

    ok. 6 litri? una mole sono 22,414 litri quindi

    28,84 g/mol / 22,414 litri/mol x 6litri = 7.72 grammi è il peso di 6 litri di aria

    quindi, per riscaldare 7,72 grammi di aria sapendo che sono necessari 0,24cal/g

    = 7.72g * 0,24cal/g = 1,85 cal per ogni grado

    quindi se da 22 vogliamo arrivara a 36 allora sono 14 gradi.

    1,85 calorie/grado x 14gradi = 25,9 calorie

    7) trascurando la dispersione di energia, in un modello ipotetico la tua bicicletta dovrebbe produrre circa 3600 kj per ogni kilowattora kWh. queste ultime sono misure di energia.

    1 watt = 1joule/1secondo

    il chilowatt è una misura di potenza, non di energia da wikipedia:

    * 1 kW = 1,3596216 cavalli vapore (CV = HP horse power)

    * 1 kW = 1,3410221 cavalli vapore al freno (BHP = brake horse power = CV al freno)

    * 1 CV = 735,49875 W

    * 1 BHP = 745,69987158227022 W

    * 1 watt = 0,001 kW

    * 1 watt = 859,84524 Calorie/h (Calorie all'ora)

    beh, per trasformare una bici in generatore di corrente fai una ricerca.

    Fonte/i: correggete eventuali erroracci sulle note. ciao e grazie
  • Anonimo
    6 anni fa

    l idrogeno 0.09 kg m3 quanti kilocalorie

  • 10 anni fa

    1)Energia potenziale gravitazionale U=mgh U=100*9.8*2

    2)L’idrogeno ha un peso specifico pari a 0,09 Kg/m3

    3)primo principio della termodinamica

    4)questo lo puoi cercare su internet

    5)calore specifico dell'acqua

    6)se la metti in questi termini direi sempre primo principio della termodinamica

    7)1 kilowatt è una misura della potenza, invece 1 kilowattora è un unità di misura dell'energia elettrica e corrisponde a 3600 joule che puoi ricavarti per via meccanica, credo che una dinamo e un collettore siano sufficienti.

  • Anonimo
    10 anni fa

    energia= massa x altezza = 100 x 2 = 200

    credo gli altri oddio non me li ricordo più pèrò devi studiare tutte le formule e imparare a ricevare tutte le formule dalla formula di base

    esempio: P= m x g m= P/g g=P/m

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