Potere calorifico del carbone
Esercizio sul potere calorifico del carbone
Un blocco di ferro di massa 100 kg si trova a temperatura ambiente (T0 = 20°C).
Sapendo che esso viene posto in una fornace in cui si bruciano 766 g di carbone, determinare a quale temperatura finale arriva il pezzo di ferro.
Si ricordi che il calore specifico del ferro vale 481,39 J/(kg∙K) e che il potere calorifico del carbone è pari a 31,4 MJ/kg.
Svolgimento dell'esercizio
L'esercizio propone il caso di una fornace in cui si bruciano 766 g di carbone.
Sapendo che il calore specifico del ferro vale 481,39 J/(kg∙K) e che il potere calorifico del carbone è pari a 31,4 MJ/kg, si vuole determinare a quale temperatura finale arriva un blocco di ferro di massa 100 kg che - introdotto nella fornace in cui viene fatta avvenire la combustione - si trova inizialmente alla temperatura di 20°C.
Nell'ipotesi che tutto il calore emesso dalla combustione del carbone venga assorbito dal blocco di ferro, tale calore vale:
Q = potere calorifero ∙ m = 31,4 ∙106 ∙ 0,766 = 24 ∙106 J
Ricordando la formula che ci consente di calcolare il calore assorbito da una sostanza (legge fondamentale della termologia):
Q = m ∙ cs ∙ ΔT
in cui:
- Q = quantità di calore scambiata;
- m = massa del blocco di ferro;
- Cs = calore specifico del ferro;
- Δt = variazione di temperatura;
possiamo ricavare la variazione di temperatura come:
ΔT = Q/(m∙c)
Sostituendo i dati in nostro possesso si ha che:
ΔT = 24 ∙ 106 / (100 ∙ 481,39) = 499 °C
Per cui la temperatura finale del blocco di ferro sarà pari a:
T = ΔT + T0 = 499+20= 519°C
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