[Risolto] Calore e passaggi di stato

Un grosso blocco di ghiaccio alla temperatura di 0,0 °C e vincolato al terreno è colpito da un proiettile di piombo alla temperatura di 43,0 °C. Il proiettile ha massa 15,0 g e si muove alla velocità di 300 m/s. Poi si ferma all'interno del blocco e si porta alla temperatura di 0,0 °C.

‣ Quanto ghiaccio fonde a causa dell'impatto? [2,27 × 10-3 kg]

energia cinetica Ek = mp/2*Vp^2 = 7,5*10^-3*9*10^4 = 675 J

energia termica Et = mp*c*Tp = 15*10^-3*129*43 = 83 J

energia totale E = Ek+Et = 675+83  = 758 J = mg*Hf 

massa ghiaccio mg = E/Hf = 758 J / 333 J/grammo = 2,27 grammi , pari a 2,27*10^-3 kg

Indichiamo con Q il calore totale assorbito dal ghiaccio e con lamda il calore latente di fusione. La massa di ghiaccio fusa è:

m= Q/lamda = [m*c_s piombo *dt + E_cinetica] /lamda

m= 2,27*10^(-3)  kg