Re: quanto stagno posso fondere con 40 W?

From: Mino Saccone <mino.saccone_at_eidosmedia.com>
Date: Thu, 5 Feb 2004 13:35:49 +0100

"foice" <NONfoiceSPAMMARE_at_tiscalinet.it> wrote in message
news:0b9020p1a2v0jt15tvdhl573ulmvvv2opg_at_4ax.com...
> ricordo che un liquido bolle in blocco, cio� che non bolle mai una
> parte del liquido e un altra no, quindi l'acqua della pentola bolle
> tutta assieme.

Non e' vero. vedi sotto

Sembra bollire tutta assieme perche' l'intera massa e' agitata dalle bolle
che si formano sul fondo dove il fornello la riscalda, ma pensa a quanto
tempo devi lasciare la pentola sul fuoco per esaurire l'acqua!

>
> mentre per la liqufazione di un solido, che mi dicono essere una
> transizione di fase, succede la stessa cosa?
>

Anche l'ebollizione e' una transizione di fase

> a occhio direi di no, basta guardare un iceberg e tutta l'acqua che ha
> sotto ...

Infatti!

>
> ma per esempio per i metalli?
> lo chiedo perch� sto facendo delle saldature a stagno e mi sembra che
> quando devo dissaldare, cio� squaglio lo stagno depositato in un
> contatto per allontanare i componenti, lo stagno delle saldature si
> fonda tutto allo stesso istante.

Non e' cosi', e' solo un'impressione che deriva dalla velocita' del fenomeno
La goccia di stagno su un contatto e' molto piccola e impiega quindi un
tempo
breve a fondere.

>
> chiaramente quando saldo non avviene la stessa cosa, e la fusione
> dello stagno � localizzata nel punto del filo si stagno in cui
> appoggio il saldatore.

Infatti!

>
> vorrei capire se la mia � una impressione o � la verit�.
> quindi vorrei fare un calcolo della massa di stagno che posso fondere
> i meno di un decimo di secondo con un un saldatore da 40 W.
>

Se appoggi il filo di stagno alla punta del saldatore e continui a spingerlo
contro di essa vedrai che esso si scioglie a velocita' circa costante.
In altre parole la massa di stagno che 40W sciolgono in un secondo e'
costante

> lo stagno fonde a 232 �C con una pressione di 760 mmHg. a casa ho 1028
> hPa quindi siamo li.

Sul punto di fusione la pressione agisce solo marginalmente, agisce invece
pesantemente sul punto di ebollizione.
Cio' e' dovuto alla variazione di volume specifico durante il passaggio di
stato. (Clausius Clapeyron)
Essa (variazione) e' grande in caso di ebollizione, ma e' molto piccola,
spesso trascurabile in caso di fusione.


> non ho dati sul calore specifico tranne un valore medio tra 0 e 100 �C
> (se qualcuno potesse dare qualche numero ... )

0.227 J/gK


> poi ho un valore che non capisco bene: 14 Cal/Kg come "calore di
> fusione"; si tratta dell'eneriga necessaria a compiere la transizione
> di fase una volta raggiunta la temperatura critica? o cos'altro?
>

Si', tutti i cambiamenti di stato, quelli classici: fusione, ebollizione,
sublimazione, ma anche i passaggi di stato allotropico mettono in gioco una
bem determinata energia per unita' di materia che si trasforma.

Se il tuo dato e' esatto, per fondere un Kg di stagno occorrono 14 KCal che
devono essere fornite al solido senza che la materia, passando allo stato
liquido, innalzi la sue temperatura. Tanto e' vero che questo calore si
chiama anche "latente" in quanto non provoca aumento di temperatura. Quando
invece il calore innalza la temperatura (in assenza di transizione di stato)
il calore fornito viene detto, per contrasto, "sensibile".

> allora ...
>
> E(N)/t = 1/t * Int[C_p(N,T), {T, 300, 505}] + N*E_f
>
> potenza per fondere un pezzo solido fatto di N moli di atomi di stagno
> nel tempo t (considerando E_f energia per la transizione di una mole)
>
> Ponendo E(N)/t = 40W trovo N e quindi la massa squagliabile con 40W.
>


La quantita' di calore necessaria per fondere qualsiasi cosa sara':

M = massa da fondere
Cp = calore specifico della sostanza (lo assumiamo con buona approssimazione
costante)
Cl = calore latente di passaggio di stato
Ta = temperatura ambiente
Tf = temperatura di fusione

E = M (Cp (Tf - Ta) + Cl)

da cui:
M = E / (Cp (Tf - Ta) + Cl)

Se la potenza e' costante = P e t e' il tempo

M/t = P / (Cp (Tf - Ta) + Cl)

se mi si passa l'espressione.

Saluti

Mino Saccone
Received on Thu Feb 05 2004 - 13:35:49 CET