Esercizio termodinamica

[Karim_the_dream]

Buongiorno, gentilmente qualcuno potrebbe aiutarmi con l'esercizio seguente? Vi ringrazio.




Ho provato a calcolare il tempo ricavandomi prima il calore usando la legge della calorimetria (ho convertito 0,5 L del Volume in 0,5 Kg di massa):

$ Q = mc\DeltaT $

e poi dividendo il risultato per la potenza (1 kW) ma la soluzione non combacia

[professorkappa]

Tieni conto del calore disperso di 30kJ?

[Karim_the_dream]

Hai ragione effettivamente così torna, ti ringrazio. Ora sto cercando di risolvere la seconda consegna dell'esercizio. Dal bilancio di 2 legge ho:

$ S_{Gen} + frac{Q}{T_{SET1}} = \DeltaS + frac {Q_D}{T_{SET2} $

Dove con Q intendo il calore che finisce nel sistema (calore totale - calore disperso) mentre con Qd intendo proprio la parte di calore che viene dispersa. Può essere giusto come procedimento? I conti non tornano però...

[Karim_the_dream]

Tieni conto del calore disperso di 30kJ?

Riusciresti ad aiutarmi, gentilmente?

[professorkappa]

"I conti non tornano": se tu mettessi i calcoli che fai (e magari anche il risultato), ci sarebbe piu facile capire dove sbagli (ammesso che la soluzione del testo sia corretta). Cosi, al buio, l'unico modo è risolverti il problema, che esula dagli scopi del forum. Magari (faccio un esempio) il ragionamento è corretto ma stai usando gradi C invece di K...ma noi, come possiamo saperlo?

In ogni caso, la variazione di entropia è la somma di 3 termini: variazione di entropia dell'acqua a causa dell'ebollizione (processo isotermico, quindi calcolo abbastanza banale), variazione di entropia a causa del calore ceduto e variazione di entropia dell'ambiente a causa del calore assorbito.

Quindi?

[Karim_the_dream]

Hai ragione, è che mi interessava più che altro un riscontro per sapere se stavo ragionando nel modo corretto. Comunque più tardi ieri sono riuscito da solo a venirne a capo e da quanto hai scritto ho la conferma che il mio ragionamento è effettivamente corretto. Partendo dal Bilancio di 2 Legge:

$ S_{Gen} + \frac{|Q|}{T_{SET1}} = \DeltaS + \frac{|Q_D|}{T_{SET2}} $

Ottengo che l'entropia generata è pari a:

$ S_{Gen} = \DeltaS + \frac{|Q_D|}{T_{SET2}} - \frac{|Q|}{T_{SET1}} $

la variazione dell'entropia, e i due contributi legati al flusso termico valgono rispettivamente:

$ \DeltaS = mc_{H_2O}ln\frac{T_2}{T_1} = 0,54 $ KJ/K
$ \frac{|Q|}{T_{SET1}} = 0,46 $ KJ/K
$ \frac{|Q_D|}{T_{SET2}} = 0,10 $ KJ/K

e dunque, quantitativamente, alla fine avremo:

$ S_{Gen} = 0,18 $ KJ/K

che è il risultato del problema. Grazie per l'aiuto.