In un esperimento di laboratorio, 10 g di mercurio alla temperatura di 700 K sono portati allo stato solido sottraendo calore tramite un frigo-termostato.
- Calcola la quantità di calore totale sottratta al mercurio durante lesperimento.
Suggerimento: consulta le tabelle della teoria per trovare i valori che ti servono.
$$
\left[-3,7 \times 10^3 \mathrm{~J}\right]
$$
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Livello 0
A temperatura ordinaria il mercurio è liquido, di colore grigio, a superficie speculare. A pressione ordinaria bolle a 630 K e solidifica a 234 K; il calore di fusione è di 2,80 calorie/grammo e quello di vaporizzazione di 71 calorie/grammo (1 cal = 4,186 J)
Alla temperatura T di 700 k il mercurio è allo stato di vapore (temperatura di vaporizzazione Tv = 630 K)
il primo step è portarlo da T = 700 k a Tv = 630 K con calore specifico c di 0,139 J(gr*K), e questo comporta sottrargli una energia E1 pari a 10*0,139*(700-630) = 1,39*70 = 97 J
alla temperatura costante Tv di 630 K il mercurio diventa liquido sottraendogli una energia E2 pari a 10*71*4,186 = 2.972 J
una volta liquefatto, il mercurio va portato dalla temperatura Tv di 630 k alla temperatura Ts di 234 K (alla quale passa da liquido a solido) con calore specifico c di 0,139 J(gr*K), sottraendogli una energia E3 pari a 10*0,139*(630-234) = 550 J
alla temperatura costante Ts di 234 K , il mercurio diventa interamente solido sottraendogli una energia E4 pari a 10*2,8*4,186 = 117 J
energia totale da sottrarre E = E1+E2+E3+E4 = 97+2972+ 550+ 117 = 3736 J (3,7 kJ)
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Genius II
@remanzini_rinaldo Risolvere questi problemi è sempre come dare i numeri del lotto, perchè non trovi mai un libro che riporti gli stessi valori di un altro per quanto concerne le temperature dei vari passaggi di stato e i valori dei calori latenti. Numeri in libertà! 🤔 👍 👍
@remanzini_rinaldo mi scusi prof mi sa spiegare che formule ha utilizzato all energia E4 e E2 grazie mille e scusi il disturbo
@ lucica_cosma
E2 : 10 è la massa in grammi e 71*4,186 è il calore latente di vaporizzazione in J/grammo
E4 : 10 è la massa in grammi e 2,8*4,186 è il calore latente di solidificazione in J/grammo
@remanzini_rinaldo ok grazie,un ultima cosa ma perché ha moltiplicato per 4.186 quando abbiamo già la misura in Joule,perché non riesco proprio a capire come possa uscire 71 per 4.186
