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gencodicephp.
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esercizio di fisica
Tutto è buio, non c'è luce, non c'è vento e non c'è neache ionizzazione di aria, apparentemente non c'è niente di niente.
Nelle condizioni sopra descritte calcolare l'energia cinetica posseduta da un metro cubo di aria a temperatura e pressione ambiente.
Per convenzione si dichiara che la temperatura ambiente è di 26,85 gradi Celsius
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Probabile soluzione dell'esercizio...
Il sistema internazionale usa l'unità di misura kelvin, si deve sommare 273,15 per sapere la temperatura in kelvin
(26,85+273,15) = 300
T=300 gradi kelvin
il peso specifico dell'aria è 1,18453 grammi/litro
ovvero 1,18453 kg/metro cubo
L'aria è composta da 80% di azoto e 20% di ossigeno, rispettivamente i pesi atomici sono 14 e 16.
Per semplicità di calcolo consideriamo soltanto l'azoto perchè l'ossigeno è solo la quarta parte e poi c'è poca differenza tra peso atomico dell'azoto e peso atomico dell'ossigeno.
Consideriamo quindi che il peso atomico è 14.
E' già noto il numero puro di avogadro che è 6.02 * 10^23
esso rappresenta il rapporto tra il peso atomico ufficiale dell'elemento cosiderato e la massa di un oggetto macroscopico.
Indicando con N il numero degli atomi di un metro cubo di aria e indicando con Ps il peso specifico possiamo scrivere....
N=(Ps x avogadro)/(peso atomico)
N=1,18453 x 6,02 x 10 ^23 /14
N=50,9 x10^21 atomi
Bene! adesso sapppiamo il numero degli atomi di un metro cubo di aria a pressione e temperatura ambiente, ma non abbiamo ancora calcolato l'energia cinetica complessiva.
11300 è una costante
questa costante rappresenta la temperatura in gradi Celsius se ogni singolo atomo avesse l'energia cinetica di un elettronvolt.
Si ricorda che un elettronvolt corrisponde a 1,602 x 10^-19 joule
Però avevamo detto che la temperatura ambiente non è 11300 gradi celsius ma è 300 gradi kelvin, occorre quindi fare qualche conversione.
11300 gradi Celsius=11573,15 gradi kelvin
11573,15 sta a un elettronvolt come 300 sta a incognita X
X=300/11573,15
X=0,0259 eletronvolt
però l'elettronvolt è una unità di misura troppo piccola, questa unità va bene per considerare l'energia di un singolo atomo o singola particella subatomica, nel nostro caso abbiamo a che fare con un metro cubo di aria.
1 eletronvolt = 1,602 x 10^-19 joule
0,0259 eletronvolt=4.149 x 10^-21 joule
Dunque un singolo atomo possiede l'energia cinetica di 4.149 x 10^-21 joule
Energia cinetica complessiva=(4.149 x 10^-21 joule) x (N)
Energia cinetica complessiva=(4.149 x 10^-21 joule) x (50.9 x10^+21 atomi)
Energia cinetica complessiva=4.149 x 50.9
Energia cinetica complessiva=211 joule
Energia cinetica complessiva=211 watt x secondo
fine dell'esercizio
Edited by gencodicephp - 21/7/2006, 15:19.
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