In un pomeriggio d’estate, quando la temperatura è di , una bibita in lattina viene estratta da un frigorifero in cui era mantenuta alla temperatura di . Subito si forma uno strato di rugiada sulla lattina. Cosa si può dire dell’umidità relativa dell’aria?
Sappiamo che per far condensare un vapore possiamo ridurre la temperatura mantenendo costante la pressione in modo da far diminuire la pressione di vapore saturo fino al di sotto della pressione già esercitata dal vapore. Detto in parole povere vuol dire che la temperatura deve essere sufficientemente bassa per fare in modo che l’umidità relativa sia superiore al , in questa situazione il vapore acqueo inizierà a condensare. Una volta osservato questo noi abbiamo che
da cui, siccome la pressione dell’acqua è una costante, l’umidità relativa a sarà
per cui se vogliamo che questa sia maggiore del avremo che
In una campana di vetro in cui è stato fatto un vuoto parziale si osserva che l’acqua bolle alla temperatura di . Fornisci un valore approssimato della pressione dell’aria nella campana.
In un contenitore isolante sono presenti di acqua in equilibrio con il vapore d’acqua saturo, la cui pressione è . Attraverso un’apertura, che non lascia passare aria, viene aggiunta acqua a . All’interno del contenitore la pressione di vapore saturo aumenta di . Determina la quantità di acqua aggiunta, trascurando l’eventuale evaporazione di una parte dell’acqua. (Suggerimento: consulta la tabella della pressione del vapore saturo dell’acqua a diverse temperature.)
Dalla tabella con i valori della pressione di vapore saturo sappiamo che la temperatura iniziale dell’acqua è mentre la temperatura finale è di . Pertanto noi abbiamo di acqua alla temperatura di alla quale aggiungiamo una certa quantità di acqua a raggiungendo la temperatura di equilibrio di e vogliamo sapere quanta acqua abbiamo aggiunto. Sappiamo che il calore ceduto dall’acqua a sarà assorbito dall’acqua a , ossia
In una data zona, la temperatura e l’umidità relativa dell’aria risultano rispettivamente di e del . Determina la pressione del vapore acqueo in queste condizioni.
Sappiamo che l’umidità relativa è il rapporto tra la pressione del vapore d’acqua e la pressione di vapore saturo misurato nelle stesse condizioni. Alla temperatura di la pressione di vapore saturo è , pertanto
Sappiamo che l’umidità relativa è il rapporto tra la pressione del vapore d’acqua e la pressione di vapore saturo misurato nelle stesse condizioni. Alla temperatura di la pressione di vapore saturo è , pertanto
Un grosso cilindro chiuso da un pistone mobile contiene di vapore acqueo alla temperatura di . Il vapore viene compresso isotermicamente. A quella temperatura la densità di vapore saturo vale . Determina quanto vale il volume quando il vapore comincia a condensare.
Quando comprimiamo del vapore acqueo sostanzialmente forziamo le particelle a stare vicine tra di loro, se la densità del vapore raggiunge il limite della densità di vapore saturo allora il vapore inizia a condensare e inizia a formarsi dell’acqua all’interno del cilindro. Pertanto quando portiamo gli di vapore acqueo a raggiungere la densità di il vapore inizierà a condensare, sapendo che
Per trasformare del vapore acqueo a in ghiaccio alla temperatura di bisogna sottrarre una certa quantità di calore pari a . Calcola la massa del vapore acqueo iniziale.
L’energia totale che dobbiamo sottrarre al vapore acqueo serve per far diventare acqua tutto il vapore, portare la temperatura dell’acqua da a , far diventare ghiaccio tutta l’acqua e infine portare il ghiaccio da a , pertanto
da cui sapendo i calori specifici e i calori latenti diventa
Un blocco di ghiaccio di si trova inizialmente a . Quanto calore bisogna fornirgli per trasformarlo completamente in vapore? Assumi che il calore specifico del ghiaccio sia indipendente dalla temperatura.
Per trasformare completamente il blocco in vapore noi dovremo fornire l’energia necessaria per portare il ghiaccio a , effettuare la fusione, portare l’acqua a e infine compiere l’evaporazione, pertanto
sapendo i calori specifici di acqua e ghiaccio e i due calori latenti possiamo scrivere
Possiamo immaginare che tutta l’energia che determina una temperatura del pezzo di rame superiore a sia l’energia che fa evaporare l’acqua bollente (che quindi si trova già a ). Pertanto
Per vaporizzare una certa quantità di alcool che si trova alla sua temperatura di ebollizione sono necessari di calore. La densità dell’alcool è . Calcola il volume dell’alcool.
Per risolvere l’esercizio innanzitutto calcoliamo la massa dell’alcool e in seguito, sapendo la sua densità, ricaviamo il volume. Per vaporizzare l’alcool che già si trova alla sua temperatura di ebollizione sappiamo che dobbiamo fornire solamente l’energia necessaria al passaggio di stato, e sapendo che il calore latente di ebollizione dell’alcool è , ne segue che