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 Esercizio di fisica complesso

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AutoreMessaggio
avidodinformazioni



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MessaggioTitolo: Esercizio di fisica complesso   Mar Mar 07, 2017 11:16 pm

Amaldi licei scientifici.blu vol 1, capitolo 8 pag 315 esercizio n. 10; quello della mongolfiera (raffigurata).

Vengono forniti le moli di aria calda dentro la mongolfiera 100000 mol, la massa molare dell'aria (calda o fredda identica) 0.02896 kg/mol, il carico pagante 850 kg; la pressione dell'aria calda 130000 Pa; si chiede la temperatura dell'aria per volare (risultato 120 °C).

Non sono date le condizioni di temperatura e pressione esterne, che secondo me non sono indifferenti, nè il volume della mongolfiera.

Se ipotizzo 273 K e 101300 Pa a me viene una temperatura di 486 K ovvero 213 °C (calcolabile a questo punto anche il volume in 3100 metri cubi).

Qualcuno sa risolverlo e gli viene 120 °C ? Senza ipotizzare p e T ?
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Masaniello



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MessaggioTitolo: Re: Esercizio di fisica complesso   Mar Mar 07, 2017 11:54 pm

Se non specificato, si intende atmosfera standard 293 K è 101325 Pa
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Masaniello



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MessaggioTitolo: Re: Esercizio di fisica complesso   Mer Mar 08, 2017 12:17 am

Massa aria interna=numero moli x massa molecolare =2896 kg
Massa totale uguale spinta Archimede
850+2896=V x 1,205 (ho calcolato la densità della aria esterna in condizioni standard, 101325 pa e 293 K. Costante R Dell aria 287)
V=massa aria interna / densità aria interna.
Quindi 850+2896=(2896/d int )x1,205
Ricavo densità aria interna =0,931 kg/m3
Dalla legge dei gas perfetti, assimilato l aria ad un gas perfetto Ricavo T=pressione aria interna /(densità aria interna x R)
Mi viene 486,5 K cioè 213,5 °C, come a te
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avidodinformazioni



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MessaggioTitolo: Re: Esercizio di fisica complesso   Mer Mar 08, 2017 12:27 am

Sì, ho scritto male, ho ipotizzato 293 K (20 °C)
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Masaniello



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MessaggioTitolo: Re: Esercizio di fisica complesso   Mer Mar 08, 2017 12:37 am

Alcune mie considerazioni:
Non è la prima volta che l Amaldi casca su esercizi che riguardano le applicazioni tecniche della fisica. L ho già esposto in altro post.
Ancora ieri, mi presenta il volano in un approfondimento a fine capitolo su momento di inerzia ed energia rotazionale, come un innovazione supermoderna per futuristiche pile a volano, e dimentica completamente l enorme importanza che il volano ha avuto e continua ad avere prima sui motori a vapore e da decenni su quelli a scoppio, come smorzatore delle irregolarità di rotazione dovute alla periodicità della combustione, ed all alternanza di fasi attive e passive nel motore a combustione interna.
Ho infatti mostrato ai ragazzi un bel trattore LANDINI TESTACalda con il suo volanazzo..e siamo negli anni 20..
Per la mongolfiera, i dati di partenza sono il volume, noto,il payload e la densità dell aria esterna. L incognita è la t da raggiungere coni bruciatori.
La densità della aria CAMBIA!!!
Cambia con la quota, secondo le note leggi che ci forniscono le prestazioni dei motori aeronautici alle varie quote, cambia con la temperatura. Di conseguenza il com0irtamento di una mongolfiera a città del Messico o a Messina è un po differente.
L idea di sottintende l atmosfera standard è semplicistico, il problema è mal posto...
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francesco3



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MessaggioTitolo: Re: Esercizio di fisica complesso   Mer Mar 08, 2017 9:57 am

Ho provato a fare il problema senza ricavare la densità interna e ottengo il vostro stesso risultato.
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Esercizio di fisica complesso
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