Termodinamica T031 – Problemi di Fisica

Una serie di problemi di Fisica risolti durante le ripetizioni date a studenti delle superiori e del primo anno di università di varie facoltà, presi da vari testi scolastici e tracce. Termodinamica T031 è un problema di difficoltà minima.

[el58862bfc101c9]

Traccia del problema sulla Termodinamica T031

Il volume del petrolio si misura tradizionalmente in barili, e un barile equivale a circa 159 litri.

♦ Se una certa massa di petrolio occupa il volume di 10 000 barili alla temperatura di –15 °C, qual è la variazione del suo volume in barili alla temperatura di 25 °C?
♦ Qual è la variazione in litri?

Romoletto Blog ti consiglia...

Natural Keto® Drenante Forte a 11 Erbe,azione detox anticellulite forte drenante gambe con Linfa Di Betulla; Ananas; Bromelina Forte Drenante; Cardo Mariano Tarassaco e Carciofo;Ribes Nigrum;Equiseto

🍍✅ drenante forte dimagrante anticellulite: natural keto è un integratore alimentare 100% naturale sviluppato come diuretico drenante forte dimagrante da bere. Le 11 erbe naturali sono mirate a lavorare sinergicamente tra loro per spazzare via la ritenzione idrica e combattere ...

Nota: prodotto fornito da Amazon

(Il petrolio petrolio ha un coefficiente di dilatazione termica: α (K^–1) = 0,9 x 10^–3 )

Dati:

V_petrolio = 10000 barili  a T= -15°C; 1 barile = 159 Litri; α _petrolio (K^–1) = 0,9 x 10^–3 ).

Termodinamica T031 – Problemi di Fisica – Barili di petrolio

Brevi Richiami Teorici

La dilatazione termica dei materiali, sia essa lineare, superficiale o volumica ovvero riferita a un’asta, a una superficie o a un solido, segue una legge lineare del tipo:

D = D₀ (1+αΔT)

Dove: D è la dilatazione finale, D₀ quella iniziale,  α è un coefficiente di dilatazione (dipendente da quello lineare λ) e ΔT è la variazione di temperatura.

In particolare (in condizioni di isotropia del materiale):

1. Dilatazione Lineare: L = L₀ (1+αΔT)  con α=λ.
2. Dilatazione Superficiale: S = S₀ (1+αΔT)  con α=2λ.
3. Dilatazione Volumica: V = V₀ (1+αΔT)  con α=3λ.

Soluzione

Il primo quesito richiede di calcolare il valore del volume del petrolio passando da T1 = -15°C a T2 = 25°C. Si tratta di un liquido che risponde alla legge empirica (valida anche per i solidi), in cui la variazione di volume ΔV è proporzionale, tramite α (e V_iniziale) alla variazione di temperatura ΔT:

ΔV = α V_iniziale ΔT

dove il coefficiente di dilatazione volumica è:

α(K^–1) = 0,9 x 10^–3

Per quanto riguarda il primo quesito pertanto:

ΔV =  0,9 x 10^–3  x 10⁴ x (25 +15) =
   = 0,9 x 10 x 40 =  360 barili

Per quanto riguarda il secondo quesito, basta fare l’equivalenza:

Se 1 barile = 159 litri → 360 barili = 57240 litri

Link utili:

• Leggi di dilatazione termica dei corpi ( Wikipedia )