Anonimo
Anonimo ha chiesto in Matematica e scienzeFisica · 7 anni fa

Problemi fisica aiuto! 10 punti!!?

Mi aiutate con questi tre problemi di fisica? Grazie!

1)Una persona è all'ombra in un'amaca in un giorno estivo in cui la temperatura è di 37°C, uguale a quella del suo corpo. In queste condizioni, il processo migliore grazie al quale il suo corpo smaltisce calore prodotto dal suo metabolismo (ad un tasso di 130W) è la traspirazione. Il calore di vaporizzazione dell'acqua alla temperatura di 37°C è L=2430 kJ/kg.

-Il volume di sudore che evapora in un'ora è circa uguale a:

A) 50cm^3 B) 100cm^3 C) 200cm^3 D) 500cm^3 E) 1000cm^3

2) Una bombola d'aria utilizzata da un sommozzatore è riempita ad una pressione di 20 MPa, alla temperatura di 20°C. La valvola di sicurezza della bombola è tarata in modo da aprirsi quando la pressione raggiunge i 24,5 MPa.

La bombola viene lasciata al sole.

-La valvola entrerebbe in funzione se la bombola raggiungesse una temperatura di:

A) 62°C B) 86°C C) 104°C D) 125°C E) 137°C

3) 1,5 litri d'acqua si torvano alla pressione atmosferica e alla temperatura di 20°C. Successivamente l'acqua viene scaldata da un bollitore che le fornisce 2,2kJ di energia al secondo. Si supponga di poter trascurare il calore disperso e l'evaporazione dell'acqua che avviene al di sotto del punto di ebollizione.

-Dopo 20 minuti:

A) la temperatura dell'acqua è arrivata a 22,4°C

B) la temperatura dell'acqua è arrivata a 84,3°C

C) l'acqua sta bollendo e rimangono 550cm^3 di liquido

D) l'acqua sta bollendo e rimangono 50cm^3 di liquido

E) tutta l'acqua è passata allo stato di vapore

Grazie mille, non riesco a risolverli.

2 risposte

Classificazione
  • 7 anni fa
    Risposta preferita

    1)

    Potenza= Calore/tempo

    nel nostro caso il calore è quello che serve ad una massa m d'acqua per evaporare

    P= L*m /t dove L è il calore di vaporizzazione

    m= P*t/L

    P= 130 W ; t= 1h=3600 s; L= 2430 000 J

    m= 130*(60*60)/2430 000

    m=0.2 kg

    m= Volume * densità

    Volume= massa/densità = 0.2/1000 =2*10^-4 m^3 = 200 cm^3 -> C

    2)P1= 20 MPa = 20*10^6 Pa

    T1= 20°C= 20+273= 293K

    P2= 24.5 *10^6 Pa

    trattando l'aria come un gas perfetto, si può impostare un sistema con le due equazioni di stato dei gas perfetti sapendo che il volume e le moli d'aria all'interno della bombola rimangono costanti

    P1V=nRT1 -> V/nR = T1/P1

    P2V= nRT2 V/nR = T2/P2

    T1/P1= T2/P2

    T2= T1*P2/P1 = 293* 24.5*10^6/20*10^6 = 293*24.5/20 =359K

    T2= 359K =86°C -> B

    3)Potenza= Q/t=2200/1= 2200 W

    V=1.5*10-3 m^3 -> massa acqua= 1.5 kg

    T= 20°C

    dopo 20 min , ovvero 1200s l'acqua avrà acquistato un calore pari a

    Q= P*t = 2200*1200=2640000 J

    per raggiungere i 100°C l'acqua deve assorbire una quantità di calore pari a:

    Q1= c m (100-20) = 1.5*4186*80=502320 J

    quindi sappiamo che raggiunge l'ebbolizione

    il calore "rimasto" è :

    Qx= Qfornito-Q1= 2640000-502320=2137680J

    che è in grado di far evaporare una massa d'acqua pari a

    L*m= Q

    L=calore latente di vaporizazzione che x l'acqua vale 2253 kJ/kg

    2137680= 2253000 m

    m=0.95 kg

    quindi la massa rimanente è

    mx=1.5-0.95=0.05 kg

    che corrisponde a

    V= massa/densità= 5*10^-5 m^3 = 50 cm^3 -> D

    spero di esserti stato d'aiuto :)

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  • 3 anni fa

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