Ranking: calori specifici

Testo

Quattro materiali vengono scaldati, ciascuno $1\ \text{kg}$ da $20\ ^\circ\text{C}$ a $30\ ^\circ\text{C}$:

• (A) acqua, $c = 4186\ \text{J/(kg·K)}$;
• (B) alluminio, $c = 900\ \text{J/(kg·K)}$;
• (C) ferro, $c = 450\ \text{J/(kg·K)}$;
• (D) piombo, $c = 130\ \text{J/(kg·K)}$.

Ordina la quantità di calore necessaria dal più piccolo al più grande.

Soluzione

Formula. Il calore per riscaldare senza cambiamenti di fase è

$Q = m\,c\,\Delta T$

Qui la massa $m = 1\ \text{kg}$ e la variazione $\Delta T = 10\ \text{K}$ sono uguali per tutti i materiali, quindi $Q$ è proporzionale al solo calore specifico $c$: $Q \propto c$.

Confronto dei calori specifici.

$130 < 450 < 900 < 4186$

quindi il piombo richiede meno calore e l’acqua molto di più (l’acqua ha un calore specifico eccezionalmente alto).

Valori numerici (con $m\,\Delta T = 10\ \text{kg·K}$):

• $Q_D = 10\cdot 130 = 1300\ \text{J}$
• $Q_C = 10\cdot 450 = 4500\ \text{J}$
• $Q_B = 10\cdot 900 = 9000\ \text{J}$
• $Q_A = 10\cdot 4186 = 41860\ \text{J}$

Ordinamento.

$\ev{D < C < B < A}$

Collegamenti

Argomenti: Termodinamica Concetti: Calore specifico e capacità termica Competenze: Ragionamento di ranking