Risoluzione dei quesiti di tipo numerico di Scienze Sperim.

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1.
Angelo scalda nel microonde, alla potenza di 500 W (P=L/t), un bicchiere contenente 150 g. di latte
appena tolto dal frigorifero, a una temperatura di 4°C. Sapendo che il latte ha un calore specifico di
3900 J/(kg x K), quanto tempo occorre aspettare prima che il latte raggiunga la temperatura di
30°C?
Risoluzione
Dalla legge fondamentale della calorimetria Q  m  c  T ricaviamo il calore assorbito dal
latte: Q  0,150  26  3900 =15210 J; poiché il forno a microonde assorbe una potenza di
500 W allora il tempo impiegato per portarsi a quella temperatura è t=L/P=15210/500=30,4
s.
2.
Una classe in gita a Parigi va a visitare la Tour Eiffel. Per risparmiare sul biglietto alcuni studenti
decidono di salire i 324 m. della torre usando i 1792 gradini invece dell'ascensore. Quante
kilocalorie consuma così un ragazzo di 60,0 kg?
Risoluzione
L'energia spesa da un ragazzo di massa 60 kg per salire i 1792 gradini è pari a E=
m  g  h  60  9,8  324 =190512 J che, trasformati in calorie, sono 45512 cal=45,5 kcal.
3.
Una quantità di gas perfetto si espande alla pressione costante di 1,20  105 Pa passando da 22,5 L a 27,3 L.
Nel corso dell’espansione il gas assorbe 180 cal. (1L=1dm3, 1cal=4,186 J)
Calcola:
 il lavoro fatto dal gas.
 la variazione di energia interna del gas.
Risoluzione
1. Il lavoro compiuto dal gas è pari al prodotto tra la pressione e la sua variazione di volume
L = p  V e, quindi, L = 1, 2 105 4,8 103 J=576 J (si ottiene dopo avere trasformato i
dm3 in m3).
2. Applicando il primo principio della termodinamica U  Q  L 
180  4,186  576  177J
4.
Una quantità di gas perfetto si espande alla pressione costante di 1,10  105 Pa passando da 22,5 L a 25,5 L.
Nel corso dell’espansione il gas assorbe 150 cal. (1L=1dm3, 1cal=4,186 J)
Calcola:
 il lavoro fatto dal gas.
 la variazione di energia interna del gas, stabilendo se esso si è raffreddato oppure riscaldato.
Risoluzione
1. Il lavoro compiuto dal gas è pari al prodotto tra la pressione e la sua variazione di volume
L = p  V e, quindi, L = 1,1105 3 103 J=330 J (si ottiene dopo avere trasformato i dm3
in m3).
2. Applicando il primo principio della termodinamica U  Q  L 
150  4,186  330  298J