Aumento di temperatura di un proiettile di piombo
Aumento di temperatura di un proiettile di piombo sparato contro una parete di legno
Un proiettile di piombo (c = 0,130 J/g∙°C) viene sparato contro una parete di legno e vi rimane conficcato.
Ipotizzando che tutta l'energia cinetica del proiettile che prima dell'impatto viaggia a 200 m/s si trasformi in calore determinare l'aumento della temperatura del proiettile stesso considerando come temperatura iniziale del proiettile 20°C.
Svogimento dell'esercizio
Nell'ipotesi che l'energia cinetica posseduta dal proiettile si trasformi interamente in calore possiamo procedure ad uguagliare le due forme di energia:
energia cinetica = calore
Ovvero:
K = Q
Da cui:
½ ∙ m ∙ v2 = m ∙ c ∙Δt
in cui:
- m è la massa del proiettile;
- v la sua velocità cioè 200 m/s;
- c il calore specifico.
Convertiamo il calore specifico espresso in J/g∙°C. Risulta che:
0,130 J/g∙°C = 130 J/kg∙°C.
Semplificando la massa nella precedente equazione, visto che compare in ambo i membri, otteniamo:
½ ∙ v2 = c ∙ Δt
Da cui:
Δt = ½ ∙ v2 / c
Sostituendo i dati in nostro possesso si ha che:
Δt = 0,5 ∙2002 / 130 = 153,8 °C
Pertanto l'aumento di temperatura del proiettile di piombo sparato contro la parete di legno è pari a 153,8°C.
Prova tu
In questa pagina del sito viene affrontato un esercizio sul principio zero della termodinamica.
Il testo dell'esercizio è il seguente: la temperatura di ebollizione dell'azoto liquido a pressione atmosferica è pari a t = -196°C ed il calore latente di ebollizione è pari a 200 KJ/kg.
Un corpo di massa 50 grammi e calore specifico pari a 400 J/(kg∙K) ha una temperatura iniziale di 24 °C e viene immerso in un grande recipiente contenente dell'azoto liquido in ebollizione.
Determinare quanto azoto evapora.
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sul principio zero della termodinamica.
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