Per calcolare il calore necessario per fondere un campione, è necessario considerare l'energia necessaria per cambiare la fase del materiale da solido a liquido.A tal fine è necessario conoscere la capacità termica specifica del materiale, la sua massa e il calore latente di fusione.La formula fornita, "kWh richiesti = Consumo di energia (kWh/ton) x Numero di tonnellate", è una versione semplificata che presuppone la conoscenza del consumo di energia per tonnellata del materiale in questione.Tuttavia, un approccio più dettagliato e generale prevede l'utilizzo della capacità termica specifica e del calore latente di fusione.
Punti chiave spiegati:

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Capire le basi della fusione:
- La fusione è un processo di cambiamento di fase in cui un solido si trasforma in un liquido.Questo processo richiede energia, nota come calore latente di fusione.
- L'energia necessaria per fondere una sostanza dipende dalla sua massa, dalla capacità termica specifica e dal calore latente di fusione.
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Capacità termica specifica:
- La capacità termica specifica (c) è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di un chilogrammo di una sostanza di un grado Celsius (o Kelvin).
- Prima che possa avvenire la fusione, la sostanza deve essere riscaldata fino al suo punto di fusione.L'energia necessaria a questo scopo si calcola con la formula:
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[ Q_1 = m igliare c igliare ´Delta T
- ]
- dove ( Q_1 ) è il calore necessario per aumentare la temperatura, ( m ) è la massa della sostanza, ( c ) è la capacità termica specifica e ( \Delta T ) è la variazione di temperatura (dalla temperatura iniziale al punto di fusione).
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Calore latente di fusione:
- Una volta che la sostanza raggiunge il suo punto di fusione, è necessaria un'ulteriore energia per cambiare la sua fase da solida a liquida.Questa energia è nota come calore latente di fusione (L).
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La formula per calcolare il calore necessario per il cambiamento di fase è: [
- Q_2 = m ´mille volte L
- ]
dove ( Q_2 ) è il calore richiesto per la fusione, ( m ) è la massa della sostanza e ( L ) è il calore latente di fusione.
Calore totale richiesto
: | Il calore totale richiesto per fondere un campione è la somma del calore necessario per portare la temperatura al punto di fusione e del calore necessario per il cambiamento di fase: | [ |
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Q_{testo{totale}} = Q_1 + Q_2 | ] | Sostituendo le formule precedenti, si ottiene: |
[ | Q_{testo{totale}} = m igliaia di c iglia di Delta T + m igliaia di L | ] |
Questo può essere semplificato in: | [ | Q_{testo{totale}} = m igliaia di volte (c igliaia di volte ´delta T + L) |
] | Applicazione pratica | : |
Negli scenari pratici, come i processi di fusione industriali, il consumo di energia per tonnellata (kWh/ton) è spesso fornito dai produttori di apparecchiature.Questo semplifica il calcolo, poiché è sufficiente moltiplicare il consumo di energia per il numero di tonnellate da fondere: [ \text{Calorie richieste} = \text{Consumo di energia (kWh/ton)} \times \text{Numero di tonnellate}