primo principio della termodinamica

Per risolvere questo problema, useremo il principio di conservazione dell'energia termica. Il calore ceduto dal ferro sarà uguale al calore assorbito dall'acqua. Procediamo passo dopo passo:

Dati:

• Massa del ferro (mFe) = 300g = 0,3 kg
• Temperatura iniziale del ferro (TiFe) = 200°C
• Temperatura finale del ferro (TfFe) = 200°C - 150°C = 50°C
• Temperatura iniziale dell'acqua (TiH2O) = 10,0°C
• Calore specifico del ferro (cFe) = 460 J/(kg·°C)
• Calore specifico dell'acqua (cH2O) = 4180 J/(kg·°C)

Passo 1: Calcolare il calore ceduto dal ferro QFe = mFe · cFe · (TfFe - TiFe) QFe = 0,3 kg · 460 J/(kg·°C) · (50°C - 200°C) QFe = -20.700 J

Passo 2: Il calore assorbito dall'acqua sarà uguale al valore assoluto del calore ceduto dal ferro QH2O = |QFe| = 20.700 J

Passo 3: Supponiamo che la temperatura finale dell'acqua sia uguale alla temperatura finale del ferro (50°C) QH2O = mH2O · cH2O · (TfH2O - TiH2O) 20.700 J = mH2O · 4180 J/(kg·°C) · (50°C - 10,0°C)

Passo 4: Risolvere per mH2O mH2O = 20.700 J / (4180 J/(kg·°C) · 40°C) mH2O = 0,124 kg = 124 g

Quindi, sono necessari 124 g di acqua per raffreddare la piastra di ferro di 150°C.