innalzamento temperatura dell'acqua dovuta ad un raggio di luce

Messaggioda mariopisto » 21/04/2014, 09:43

ho un raggio di luce (dovuto ad una lente), considerando che il raggio sia incidente e che tutta l'energia sia assorbita dall'acqua, come faccio a calcolare conoscendo la quantità di acqua, la differenza di temperatura del liquido e il tempo che ci ha messo ad innalzarsi, a calcolare la temperatura di quel raggio di luce nell'ipotesi che il vasetto possiamo considerarlo adiabatico?

Premetto che non è un problema trovato sui libri ma è solo esperimento che mi è venuto in mente di fare. Ad intuito so che ci sono delle equazioni che mettono in relazione tutte queste variabili: DELTA T dell'acqua, tempo di innalzamento, calore specifico dell'acqua, temperatura del raggio (INCOGNITA). Però non saprei come mettere insieme tutte queste variabili per tirarne fuori un equazione valida.

Voi avreste qualche idea?

GRAZIE !!!
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Re: innalzamento temperatura dell'acqua dovuta ad un raggio di luce

Messaggioda ralf86 » 21/04/2014, 13:24

Ciao marioposto. Che tipo di raggio di luce? Cerca di specificare meglio
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Re: innalzamento temperatura dell'acqua dovuta ad un raggio di luce

Messaggioda mariopisto » 21/04/2014, 13:56

ralf86 ha scritto:Ciao marioposto. Che tipo di raggio di luce? Cerca di specificare meglio

un raggio solare
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Re: innalzamento temperatura dell'acqua dovuta ad un raggio di luce

Messaggioda ralf86 » 21/04/2014, 14:00

"Raggio solare" non ti sembra un po' vago? Riflettici. Cerca di darci qualche informazione in piu.
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Re: innalzamento temperatura dell'acqua dovuta ad un raggio di luce

Messaggioda stormy » 21/04/2014, 15:12

mariopisto ha scritto:ho un raggio di luce (dovuto ad una lente), considerando che il raggio sia incidente e che tutta l'energia sia assorbita dall'acqua, come faccio a calcolare conoscendo la quantità di acqua, la differenza di temperatura del liquido e il tempo che ci ha messo ad innalzarsi, a calcolare la temperatura di quel raggio di luce nell'ipotesi che il vasetto possiamo considerarlo adiabatico?

Premetto che non è un problema trovato sui libri ma è solo esperimento che mi è venuto in mente di fare. Ad intuito so che ci sono delle equazioni che mettono in relazione tutte queste variabili: DELTA T dell'acqua, tempo di innalzamento, calore specifico dell'acqua, temperatura del raggio (INCOGNITA). Però non saprei come mettere insieme tutte queste variabili per tirarne fuori un equazione valida.

Voi avreste qualche idea?

GRAZIE !!!

penso che l'incognita corretta sia la potenza $P$ trasportata dal raggio
nel tempo $Deltat$ esso fornisce all'acqua un' energia $E=PDeltat$
se $c$ è il calore specifico dell'acqua,$m$ la sua massa e $DeltaT$ la sua variazione di temperatura,si ha
$PDeltat=mcDeltaT$
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Re: innalzamento temperatura dell'acqua dovuta ad un raggio di luce

Messaggioda navigatore » 21/04/2014, 18:34

La potenza irradiata dal Sole, cioè l'energia per unità di tempo, che arriva su ogni $m^2$ di superficie della Terra, si chiama "costante solare", e vale circa $1367 W/m^2$ .
Ma in realtà la potenza rilevata al suolo è inferiore, a causa di assorbimento e riflessione che hanno luogo nell'atmosfera.
Nei calcoli degli impianti fotovoltaici si assume perciò una potenza inferiore, pari a $1 (kW)/m^2$ .

Perciò, assumendo $1 (kW)/m^2$ di potenza termica trasmessa all'acqua per ogni $m^2$ di superficie, se prendiamo ad esempio una bacinella di $0.5m^2$ di superficie, contenente una certa massa d'acqua, e la mettiamo al Sole per un certo tempo, si può fare un semplice calcolo alquanto approssimato dell'aumento di temperatura in quel tempo.

Ho trovato questo interessante link :

http://www.diee.unica.it/~pisano/13_143 ... 104402.pdf

Ma basta cercare "costante solare" su Internet, e si trovano numerosi siti e spiegazioni.
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Re: innalzamento temperatura dell'acqua dovuta ad un raggio di luce

Messaggioda mariopisto » 21/04/2014, 21:51

grazie a tutti ragazzi, ma io sto cercando una cosa diversa. Ho costruito una lente che è in grado di sciogliere il vetro con l'energia solare, il raggio solare scioglie il vetro.
Ora il mio problema è quello di calcolare la temperatura di tale raggio nel punto ci convergenza dei raggi.
Avevo pensato di calcolare l'innalzamento di temperatura in un intervallo di tempo dell'acqua e da quello calcolare la temperatura del raggio di luce solare derivante dalla lente. Ora però non riesco a mettere insieme le equazioni per calcolare la temperatura del raggio solare derivante dalla lente che ho costruito per vedere che temperatura riesco a raggiungere nel punto luminoso che scotta.
Ultima modifica di mariopisto il 21/04/2014, 22:30, modificato 1 volta in totale.
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Re: innalzamento temperatura dell'acqua dovuta ad un raggio di luce

Messaggioda mariopisto » 21/04/2014, 21:59

stormy ha scritto:
mariopisto ha scritto:ho un raggio di luce (dovuto ad una lente), considerando che il raggio sia incidente e che tutta l'energia sia assorbita dall'acqua, come faccio a calcolare conoscendo la quantità di acqua, la differenza di temperatura del liquido e il tempo che ci ha messo ad innalzarsi, a calcolare la temperatura di quel raggio di luce nell'ipotesi che il vasetto possiamo considerarlo adiabatico?

Premetto che non è un problema trovato sui libri ma è solo esperimento che mi è venuto in mente di fare. Ad intuito so che ci sono delle equazioni che mettono in relazione tutte queste variabili: DELTA T dell'acqua, tempo di innalzamento, calore specifico dell'acqua, temperatura del raggio (INCOGNITA). Però non saprei come mettere insieme tutte queste variabili per tirarne fuori un equazione valida.

Voi avreste qualche idea?

GRAZIE !!!

penso che l'incognita corretta sia la potenza $P$ trasportata dal raggio
nel tempo $Deltat$ esso fornisce all'acqua un' energia $E=PDeltat$
se $c$ è il calore specifico dell'acqua,$m$ la sua massa e $DeltaT$ la sua variazione di temperatura,si ha
$PDeltat=mcDeltaT$


no il $Deltat$ è il tempo che ci mette il volume d'acqua ad innalzarsi di una certa temperatura non la potenza trasportata dal raggio in quel $Deltat$ ; quella per semplicità la considero costante come considero in prima approssimazione il raggio normale alla superficie dell'acqua e la riflessione di quest'ultimo nulla. Questo in via semplificativa poichè per tenere conto della riflessione del raggio devo poi calcolare l'angolo e moltiplicare per un coefficiente. Quello però lo so fare, che non so fare è il punto esposto al messaggio precendete, sono ingegnere non fisico e penso mi manchino le basi per questi problemi di fisica applicata :evil:
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Re: innalzamento temperatura dell'acqua dovuta ad un raggio di luce

Messaggioda ralf86 » 21/04/2014, 22:07

Marioposto, un raggio di sole non ha una temperatura
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Re: innalzamento temperatura dell'acqua dovuta ad un raggio di luce

Messaggioda stormy » 21/04/2014, 22:14

mariopisto ha scritto:
stormy ha scritto:
mariopisto ha scritto:ho un raggio di luce (dovuto ad una lente), considerando che il raggio sia incidente e che tutta l'energia sia assorbita dall'acqua, come faccio a calcolare conoscendo la quantità di acqua, la differenza di temperatura del liquido e il tempo che ci ha messo ad innalzarsi, a calcolare la temperatura di quel raggio di luce nell'ipotesi che il vasetto possiamo considerarlo adiabatico?

Premetto che non è un problema trovato sui libri ma è solo esperimento che mi è venuto in mente di fare. Ad intuito so che ci sono delle equazioni che mettono in relazione tutte queste variabili: DELTA T dell'acqua, tempo di innalzamento, calore specifico dell'acqua, temperatura del raggio (INCOGNITA). Però non saprei come mettere insieme tutte queste variabili per tirarne fuori un equazione valida.

Voi avreste qualche idea?

GRAZIE !!!

penso che l'incognita corretta sia la potenza $ P $ trasportata dal raggio
nel tempo $ Deltat $ esso fornisce all'acqua un' energia $ E=PDeltat $
se $ c $ è il calore specifico dell'acqua,$ m $ la sua massa e $ DeltaT $ la sua variazione di temperatura,si ha
$ PDeltat=mcDeltaT $


no il $ Deltat $ è il tempo che ci mette il volume d'acqua ad innalzarsi di una certa temperatura non la potenza trasportata dal raggio in quel $ Deltat $ ; quella per semplicità la considero costante come considero in prima approssimazione il raggio normale alla superficie dell'acqua e la riflessione di quest'ultimo nulla. Questo in via semplificativa poichè per tenere conto della riflessione del raggio devo poi calcolare l'angolo e moltiplicare per un coefficiente. Quello però lo so fare, che non so fare è il punto esposto al messaggio precendete, sono ingegnere non fisico e penso mi manchino le basi per questi problemi di fisica applicata :evil:


scusa ,ma hai letto bene quello che ho scritto
$P$ potenza del raggio
$PDeltat$ energia fornita dal raggio nel tempo $Deltat$
come ti è stato detto anche da ralf86,non ha senso calcolare la temperatura del raggio
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