Calore necessario per fondere un cubetto di ghiaccio
Calcolo del calore necessario per fondere un cubetto di ghiaccio
Quanto calore bisogna fornire per fondere completamente un cubetto di ghiaccio il cui lato misura 1 dm?
Si sappia che il calore latente di fusione dell'acqua è pari a 335,2 KJ/kg.
Svolgimento
Il problema presenta una situazione relativa ad un passaggio di stato.
In particolare è presente dell'acqua allo stato solido (ghiaccio) ed è richiesto di calcolare quanto calore bisogna fornire al solido affinché esso fonda completamente allo stato liquido.
I due dati che abbiamo a disposizione sono:
l = 1 dm il lato del cubetto di ghiaccio
λf =335,2 KJ/kg calore latente di fusione dell'acqua
Sappiamo che durante un passaggio di stato la temperatura rimane costante ed il calore necessario a completare il processo è dato:
Qf = m · λf
Nel nostro caso pertanto è necessario conoscere la massa a partire dal volume che vale per un cubo:
V = l3 = (1 dm)3 = 1 dm3
Poiché il ghiaccio ha densità pari a (per info si veda densità del ghiaccio):
d = 916,8 kg/m3
possiamo affermare che:
m = d ∙ V (formula per il calcolo della massa)
in cui dovremo misurare il volume in m3:
V = 1 dm3 = 10-3 m3
Per cui:
m = (916,8 kg/m3) ∙ 10-3 m3 = 0,917 kg
Pertanto ora che abbiamo ricavato la massa del cubo possiamo calcolare il calore necessario per fonderlo:
Qf = m ∙ λf = 0,917 kg ∙ 335,2 ∙ 103 J/kg = 307,4 ∙ 103 J
Abbiamo aggiunto la potenza del dieci al calore latente di fusione in quanto questo era misurato in KJ/kg ovvero 103 J/kg.
In definitiva occorre un calore di 307,4 ∙ 103 J per poter fondere completamente il cubo di ghiaccio.
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