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[Risolto] Propagazione di calore

  

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Un muro piano di spessore 20 cm e area 10 m cubi separa due stanze aventi temperature diverse. In un secondo attraverso il muro si propagano 300 j di calore.

Determina il coefficiente di conducibilità termica del muro.

Quanto calore si propaga attraverso il muro in un'ora?

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3 Risposte



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"area 10 m cubi" è una cosa ORRIPILANTE e RIBREZZEVOLE: orripilante perché tenta di misurare in metri cubi un'area; ribrezzevole per l'infelice scelta sintattica "m cubi".
O si scrive "metri cubi" o "m^3", a parte poi che si tratta di "area 10 m^2 (metri quadri)".
Anche "300 j" fa un po' schifo, ma di meno: lo standard SI prescrive o "300 J" o "300 joule".
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RISPOSTE AI QUESITI
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2) "Quanto calore si propaga attraverso il muro in un'ora?" qui basta una moltiplicazione.
* (300 joule/s)*(3600 s/h) = 300*3600 = 1080000 J/h = 1.08 MJ/h ~= 258003 Cal/h
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1) "Determina il coefficiente di conducibilità termica del muro" qui servono le definizioni.
1a) La conduttività termica, λ W/(m·K), è la costante di proporzionalità che dà il rapporto fra la densità di corrente termica, q J/(s·m^2), e il gradiente di temperatura, ∇T = ΔT/d K/m
* λ = q/∇T W/(m·K)
1b) La densità di corrente termica, q J/(s·m^2), è la quantità di calore trasferita nell'unità di tempo attraverso l'unità di superficie.
1c) Il gradiente di temperatura, ΔT K/m, è la differenza di temperatura per unità di lunghezza.
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"In un secondo ... si propagano 300 joule" & "area 10 m^2" ≡ q = 300/(1*10) = 30 J/(s·m^2)
"piano di spessore 20 cm" ≡ ∇T = (ΔT K)/(1/5 m) = 5*ΔT K/m
da cui
* λ = 30/(5*ΔT) = 6/ΔT W/(m·K)

 



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Forse volevi dire che il volume é 10 m^3.

In questo caso l'area ortogonale misura S = 10 m^3 / 0.2 m = 50 m^2

Q / Dt = k S DT  per la legge di Fourier

e, posto DT = 1,

300 = k * 50 * 1

k = 6 W/(m^2 K)

 

In 1 h ci sono 3600 s e quindi E = 300 J x 3600 = 1080000 J = 1.08 MJ.



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Energia E = W*A/s*ΔT

300*0,20= W*10*ΔT

W =  60/10 = 6,0 watt*ΔT / (m*C)

Energia in transito in un'ora = 6,0*3.600*ΔT = 21,60 kJ/°C

 

 



Risposta
SOS Matematica

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