Calore specifico: esercizi svolti

L’equazione che correla quantità di calore, massa della sostanza, calore specifico e variazione di temperatura è la seguente:

Q = m ∙ c ∙ ΔT

Essendo Q la quantità di calore,  m la quantità di sostanza, c il suo calore specifico e  ΔT la variazione di temperatura tra lo stato finale e lo stato iniziale: ΔT = Tf – Ti

Un altro concetto  che può entra nei problemi dell’energia e del calore è la legge di conservazione dell’energia: nelle interazioni di un sistema con un suo intorno l’energia totale rimane costante ovvero il calore ceduto deve essere uguale al calore acquistato.

Esercizi svolti

1) Calcolare il calore specifico del piombo sapendo che un campione di 150.0 g di piombo alla temperatura di 100.0 °C viene immerso in 50.0 grammi di acqua alla temperatura di 22.0 °C e che la temperatura finale del sistema piombo-acqua è di 28.8 °C.

Dalla legge di conservazione dell’energia sappiamo che:

qpiombo= –  qacqua

dai dati tabulati sappiamo che il calore specifico dell’acqua è pari a 4.18 J/g°C

calcoliamo qacqua

qacqua  = 50.0 g ∙ 4.18 J/g°C (28.8 – 22.0) = 1.42 ∙ 103 J

qpiombo= 150.0 x calore specifico (28.8 – 100.0) = – 10680 ∙ calore specifico

da cui si ottiene:

– 10680 ∙ calore specifico = – 1.42 ∙ 103 J

Isolando il calore specifico si ha:

calore specifico = 0.133 J/g°C

 

2) Un pezzo di ferro del peso di 625 g viene estratto da un forno e immerso in 525 g di acqua in un contenitore isolato. La temperatura dell’acqua aumenta da 24.0 a 92.0 °C. Calcolare la temperatura iniziale del ferro sapendo che il suo calore specifico è pari a 0.45 J/g°C

Calcoliamo qacqua

qacqua = 525 g 

 

4.18 ∙ (92.0 – 24.0) = 1.5  ∙ 105 J

qferro = 625 ∙ 0.45 ( 92.0 – T) = 281 ( 92.0 –T ) = 2.59 ∙ 104 – 281 T

dalla legge della conservazione dell’energia:

2.59 ∙ 104 – 281 T = – 1.5 

 

105 J

– 281 T = – 1.76 ∙ 105

Da cui T = 626 °C che corrisponde alla temperatura iniziale del ferro.

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Author: Chimicamo

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