Una lastra di rame spessa $4,0 cm$ ha una superficie di $2350 cm ^2$. La differenza di temperatura tra le facce è di $23^{\circ} C$. Calcola:
la potenza assorbita dalla lastra nel processo di conduzione;
la quantità di calore che si trasmette in $1,0 min$.
$$
\left[54 kW ; 3,2 \times 10^6 J \right]
$$
53
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Livello 1
Per calcolare la potenza assorbita e la quantità di calore bisogna usare la legge di Fourier.
Se chiamo $k$ la conducibilità termica del rame, $A$ la superficie della lastra, $\Delta T$ la differenza di temperatura e $L$ lo spessore della lastra, allora:
$P \, = \, k \cdot A \cdot \dfrac{\Delta T}{L} \, = \, 390\frac{W}{m \, K} \cdot 0,2350 \,m^{2} \cdot \dfrac{23\, K}{4 \cdot 10^{-2} \, m} \, = \, 5,3 \cdot 10^{4} \, W$
Il calore trasmessa in un minuto vale $P \cdot t \, = \, 5,3 \cdot 10^{4} \, W \cdot 60 \, s \, = \, 3,1 \cdot 10^{6} \, J$.
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Livello 3
https://www.chimica-online.it/fisica/coefficiente-di-conducibilita-termica.htm
conducibilità termica k del rame = 395 (w/(m*°C))
potenza termica P = k*A/s*ΔT (A ed s vanno espresse rispettivamente in m^2 e m)
P = 395*0,2350/0,04*23 = 5,34*10^4 watt
l'energia E trasmessa in t = 60 sec vale P*t = 5,34*10^4*60 = 3,20*10^6 J (3,20 MJ, poco meno di un kwh))
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Genius II
