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[Risolto] problema fisica temperatura

  

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 Un'asta di acciaio di diametro 2,0125cm deve essere inserita in un foro di diametro 1,9975cm praticato in un blocco di ottone. Tali dimensioni sono misurate a 20°C. Calcola a quale temperatura bisogna scaldare il blocco per riuscire ad inserire l'asta

a) non riscaldata

b) scaldata alla stessa temperatura

(coeff: di dilatazione lineare : acciaio 1,1- 10° Kl ; ottone 1,9- 105 K' )

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Il diametro del foro nel blocco dovrebbe aumentare fino ad arrivare a 2.0125 cm:

$ D_1 = D_0(1+\lambda \Delta T)$

$ \Delta T = (\frac{D_1}{D_0}-1)\frac{1}{\lambda} = (\frac{2.0125 cm}{1.9975 cm}-1)\frac{1}{1.9 \times 10^{-5} C^{-1}} = 0.00395 \times 10^{5} C = 395 °C$

Dunque la temperatura necessaria è:

$ T_2 = T_1 + \Delta T = 20+395 = 415 °C$

Se scaldiamo l'asta alla stessa temperatura del blocco di ottone, vediamo quando il diametro dell'asta è uguale a quello del foro:

$ D_{0a}(1+\lambda_a \Delta T) = D_{0f}(1+\lambda_o \Delta T)$

$ 2.0125(1+1.1 \times10^{-5} \Delta T) = 1.9975(1+1.9 \times 10^{-5} \Delta T)$

$ 2.0125 + 2.21375 \times 10^{-5} \Delta T = 1.9975 + 3.79525 \times 10^{-5} \Delta T$

$ 1.5815 \times 10^{-5} \Delta T = 0.015$

$ \Delta T = 0.00948 \times 10^{5} = 948 °C$

Dunque:

$ T_2 = T_1 + 948°C = 20+948 = 968 °C$

 

Noemi

 



Risposta
SOS Matematica

4.6
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