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Titolo: quanto stagno posso fondere con 40 W?

ricordo che un liquido bolle in blocco, cioè che non bolle mai una
parte del liquido e un altra no, quindi l'acqua della pentola bolle
tutta assieme.
mentre per la liqufazione di un solido, che mi dicono essere una
transizione di fase, succede la stessa cosa?
a occhio direi di no, basta guardare un iceberg e tutta l'acqua che ha
sotto ... 
ma per esempio per i metalli?
lo chiedo perché sto facendo delle saldature a stagno e mi sembra che
quando devo dissaldare, cioè squaglio lo stagno depositato in un
contatto per allontanare i componenti,  lo stagno delle saldature si
fonda tutto allo stesso istante.
chiaramente quando saldo non avviene la stessa cosa, e la fusione
dello stagno è localizzata nel punto del filo si stagno in cui
appoggio il saldatore.
vorrei capire se la mia è una impressione o è la verità.
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.
lo stagno fonde a 232 °C con una pressione di 760 mmHg. a casa ho 1028
hPa quindi siamo li.
non ho dati sul calore specifico tranne un valore medio tra 0 e 100 °C
(se qualcuno potesse dare qualche numero ... )
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?
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.
Però mi manca la funzione calore specifico oltre al parere di qualcuno
che mi dica se ricordo ancora qualcosa di termodinamica oppure se
sparo li pezzi di una formula o di un altra.
Ringrazio chiunque mi vogli aiutare a sedare questa mia cuirioisità.
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tutto ciò che ho scritto è sempre In My Humble Opinion (IMHO)
probabilmente l'ho scritto di fretta, quindi scusate se sono stato sbrigativo.

foice ha scritto:
 > ricordo che un liquido bolle in blocco, cioè che non bolle mai una
 > parte del liquido e un altra no, quindi l'acqua della pentola bolle
 > tutta assieme.
Non e' mica vero: bolle in blocco se e' tutto alla stessa temperatura.
E in realta' l'acqua della pentola bolle dal fondo, dove la
temperatura e' maggiore. Poi i moti convettivi aiutano a uniformare la
temperatura.
Non hai mai sentito di quel classico esperimento in cui si mette acqua
in una provetta, un pezzettodi ghiaccio in fondo, tenuto fermo con un
peso, e si scalda l'acqua con una fiamma vicino alla bocca della
provetta?
Si puo' portare l'acqua all'ebollizione, mentre sul fondo resta ancora
il ghiaccio.
 > mentre per la liqufazione di un solido, che mi dicono essere una
 > transizione di fase, succede la stessa cosa?
Certo.
 > a occhio direi di no, basta guardare un iceberg e tutta l'acqua che ha
 > sotto ...
Appunto: credi che sia tutto alla stessa temperatura?
 > ma per esempio per i metalli?
 > lo chiedo perché sto facendo delle saldature a stagno e mi sembra che
 > quando devo dissaldare, cioè squaglio lo stagno depositato in un
 > contatto per allontanare i componenti,  lo stagno delle saldature si
 > fonda tutto allo stesso istante.
 >
 > chiaramente quando saldo non avviene la stessa cosa, e la fusione
 > dello stagno è localizzata nel punto del filo si stagno in cui
 > appoggio il saldatore.
Non e' vero che fonde tutto insieme: dipende da molte cose, ma
soprattutto dalla massa di stagno rispetto alla potenza del saldatore
e al contatto termico dello stagno con altri corpi che possono
dissipare il calore.
Ti assicuro (esperienza personale) che se tenti si fondere un malloppo
di stagno bello grosso con un piccolo saldatore, e' tutto diverso:
fonde in un punto (se fonde) ma intorno resta solido.
 > ...
 > 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.
E' un calcolo impossibile con questi dati: dovresti precisare la
geometria, le conducibilta' termiche dei diversi corpi coinvolti...
 > lo stagno fonde a 232 °C con una pressione di 760 mmHg. a casa ho 1028
 > hPa quindi siamo li.
La pressione e' l'ultima cosa di cui preoccuparsi: la temperatura di
fusione ne dipende pochissimo.
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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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


Si', e quello: il calore che fornisci a T costante per effettuare la 
transizione di fase.
-- 
Enrico Smargiassi
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia

non ho visto bene i calcoli, ma penso che un metallo non fonda "in blocco"
perché il calore si propaga per conduzione e non  per conduzione, come
l'acqua può permettersi di fare. Quindi l'acqua si mantiene tutta alla
stessa tempertaura e, se una parte ha l'energia sufficiente per vaporizzare,
probabilmente anche il resto del liquido potrà farlo. Puoi anche considerare
la cosa da un altro punto di vista. Per riscaldare di, diciamo 100 °C, un
liquido occorre più tempo e più calore, perché tutto il liquido deve
incrementare la sua temperatura. Il metallo no. Ed infatti un metallo si
arroventa molto più facilmente. (ovviamente se non gli dai tempo per
stabilire l'equilibrio termico!)
Per i calcoli mi chiamo fuori, ho 31 + una figura... ;-)
Ciao!

fusione ne dipende pochissimo.
meglio così.
grazie
roberto
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