chimica-online.it

Calore necessario per fondere un cubetto di ghiaccio

Calcolo del calore necessario per fondere un cubetto di ghiaccio

Quanto calore bisogna fornire per fondere completamente un cubetto di ghiaccio il cui lato misura 1 dm?

Si sappia che il calore latente di fusione dell'acqua è pari a 335,2 KJ/Kg.

Svolgimento

Il problema presenta una situazione relativa ad un passaggio di stato.

In particolare è presente dell'acqua allo stato solido (ghiaccio) ed è richiesto di calcolare quanto calore bisogna fornire al solido affinchè esso fonda completamente allo stato liquido.

I due dati che abbiamo a disposizione sono:

l = 1 dm il lato del cubetto di ghiaccio

λf =335,2 KJ/Kg calore latente di fusione dell'acqua

Sappiamo che durante un passaggio di stato la temperatura rimane costante ed il calore necessario a completare il processo è dato:

Qf = m · λf

Nel nostro caso pertanto è necessario conoscere la massa a partire dal volume che vale per un cubo:

V = l3 = (1 dm)3 = 1 dm3

Poiché il ghiaccio ha densità pari a (per info si veda densità del ghiaccio):

d = 916,8 kg/m3

possiamo affermare che:

m = d ∙ V (formula per il calcolo della massa)

in cui dovremo misurare il volume in m3:

V = 1 dm3 = 10-3 m3

Per cui:

m = (916,8 Kg/m3) ∙ 10-3 m3 = 0,917 Kg

Pertanto ora che abbiamo ricavato la massa del cubo possiamo calcolare il calore necessario per fonderlo:

Qf = m ∙ λf = 0,917 Kg ∙ 335,2 ∙ 103 J/Kg = 307,4 ∙ 103 J

Abbiamo aggiunto la potenza del dieci al calore latente di fusione in quanto questo era misurato in KJ/Kg ovvero 103 J/Kg.

In definitiva occorre un calore di 307,4 ∙ 103 J per poter fondere completamente il cubo di ghiaccio.

Studia con noi