Newsgroup: it.scienza.chimica
Titolo: Calore specifico soluzioni acquose.

Salve gente,
vorrei sapere se qualcuno e' in grado di spiegarmi in due parole se il
calore specifico dell'acqua e' influenzato da qualita' e quantita'
degli ioni eventualmente in essa disciolti? 
Esiste una formula per quantificare l'eventuale relazione?
Grazie in anticipo.
Saluti 
-- 
Riccardo Dentini
Mantignana (PG)

a meno che non sia fango resta pressochè lo stesso. (anche i conti 
energetici relativi al sangue si fanno con lo stesso cp dell'acqua, oppure i 
conti con l'acqua di mare)
la formula generale è la stessa che usi per qualsiasi sostanza dal 1° 
principio della termodinamica:
deltaH=deltaU+delta(P*V)+sommatoria(delta(ni))
H entalpia
P pressione
V volume
ni potenziale delle specie iesime
supponendo di calcolare il calore specifico a P costante ovvero il cp,
le uniche variabili che puoi deviare sono U (energia interna) e V (volume), 
le quali non variano facilmente se non cambi la sostanza.
ni se varia tanto vuol dire che stai cambiando sostanza!!!!!
ovvio il cp esce fuori dall'uguaglianza m*cp*deltaT=deltaH
m massa (o moli dipende da come vuoi la misura del cp)
T temperatura
 
ho cercato di essere il più sintetico possibile, se c'è qualcosa di poco 
chiaro basta dirlo :-)
 
Akery
 
"RickRD"  ha scritto nel messaggio 
news:arbdj7p7qkduhp52l...@4ax.com...



(spero sia giusto - non l'ho neanche letto)
-- 
bye
!(!1|1)
 

non ho capito il senso di questo intervento, puoi essere più chiaro?
akery

--
Android Usenet Reader
http://android.newsgroupstats.hk
 

 non ho capito il senso di questo intervento, puoi essere più chiaro?
 
nessun senso particolare... ho sicuramente equivocato provando a 
indovinare dove voleva andare a parare l'OP (OP=original poster - a 
scanso di equivoci)
-- 
bye
!(!1|1)
 

non avevo capito l'acronimo OP, adesso è chiaro



conti con l'acqua di mare)
 
Questo mi e' piu' che sufficiente per cio' che mi interessa.
Grazie mille.
-- 
RickRD Finalmente membro del club PPCSP
Honda VTR 1000 F "VelTRo"
+ MitoRD 350 + Yamaha RD350 + Gilera Dakota 350 160%
+ Honda NSR 125 '90 + Honda CBR 1000 RR '08
Mantignana (PG)
"Amor est magis cognitivus quam cognitio" (Tommaso d'Aquino)

 Questo mi e' piu' che sufficiente per cio' che mi interessa.
 
Infatti ho trovato che il calore specifico dell'acqua di mare
(avente salinita' di 35 g /kg) in condizioni standard e'
3985 J / (kg * K), cioe' il 5% in meno di quello
dell'acqua pura in condizioni standard, v.:
 
http://www.kayelaby.npl.co.uk/general_physics/2_7/2_7_9.html
 
 
Ciao
-- 
Giorgio Bibbiani 
 


se hai trovato anche la densità, mi piacerebbe capire com'è 
il calore specifico su base volumica, perché un kg di acqua 
marina dovrebbe occupare meno volume di uno di acqua 
distillata, ma quanto meno non me lo ricordo e non ho manco 
voglia di cercarlo :)
Poi bisogna vedere se l'applicazione dell'OP era 
mass-critical o volume-critical (talvolta se uno ha a che 
fare con tubi, serbatoi e portate, la massa conta meno del 
volume)
ciao
Soviet
 

 volume)
 
OK.
 
Ciao
-- 
Giorgio Bibbiani 
 

proporzionale a quella elettrica)."
E' bene che certi "inesattezze" non vengano diffuse come verita' e che
si faccia un po' di chiarezza sulla differenza tra conducibilita' e
capacita' termica.
Grazie di nuovo a tutti.
Ciao


 capacita' termica.
 
Certamente vero. MA cmq, la ridotta capacità termica, nel 
caso è irrilevante. Il 2 % non significa nulla.
Ciao
Soviet


caso è irrilevante. Il 2 % non significa nulla.
 
Ovvio che la differenza sia insignificante, anche perche' stiamo
parlando di acqua di mare con 35 g/Kg di sale. Roba che siamo intorno
alle 15 volte oltre la piu' "pesante" delle minerali in commercio.


 fosse anche del rame?
 
non ne so niente, se capitasse a me credo che chiederei al 
meccanico. Poco tempo fa parlando (se non ricordo male) di 
impianti termici (in ferro presumo) si parlava di ammine 
filmanti o filmogene, ma non saprei nemmeno un prodotto.
CUT
ciao
Soviet

filmanti o filmogene, ma non saprei nemmeno un prodotto.
 
Prodotti "commerciali" non mi interessano, mi basterebbe qualche
sostanza organica od inorganica che potrebbe funzionare da inibitore.
Comunque non importa, grazie lo stesso.


 sostanza organica od inorganica che potrebbe funzionare da inibitore.
 
non so. Come deossigenante consigliavo l'idrazina (che però 
è tossica e non penso di libera vendita). Se ne trovi 
potresti anche vedere qualche tannino. Magari fare tu stesso 
un estratto bollendo in alcool polvere di galle di quercia 
macinata, o mallo di noci verdi, quella buccia che ha un 
succo incolore e poi ti macchia di nero). Senza esagerare 
con la dose magari. O se trovi (antichizzante) dell'acido 
gallico, è possibile che sia lievemente filmante per acciaio 
e alluminio, e in generale abbastanza inibitore di 
corrosione. Però non ho idea sulla durata di azione.
ciao
Svoiet


 del 2% minore di quello dell'acqua pura.
La vostra discussione mi ha portato a fare (con molta lentezza)
qualche calcoletto e certe riflessioni, che ora vorrei sottoporvi.
 
Partiamo da H2O pura: 1 mol equivale a 18.016 g. Quindi 1 kg sono
55.51 mol ossia 3.343x10^25 molecole, 1.003x10^26 atomi (fra H e O).
Abbiamo tre gradi di liberta' per atomo, e assegnando a ciascun grado
di liberta' un'en. cinetica kT/2, e una pari energia potenziale, ne
risulta (derivando rispetto a T) un c_v = 4.154x10^3 J/(K kg), contro
un valore sperimentale c_p = 4.182x10^3 J/(K kg).
La differenza c_p-c_v penso sia esigua, ed e' quindi impressionante la
concordanza.
 
Infatti l'ipotesi fatta (kT fra en. cinetica e pot. per grado di
liberta') e' quella che si fa per un solido e giustifica la legge di
Dulong e Petit.
In un solido e' ragionevole assumere che ogni atomo sia legato al
reticolo, in modo che gli spostamenti dalla posizione di equilibrio
possano essere visti come dovuti a forze elastiche, il che porta
appunto a kT/2 per l'en. pot. media. kT/2 per l'en. cinetica e'
semplicemente il teorema di equipartizione.
Il ragionamento e' classico (niente quantizzazione) e infatti per
solidi molto legati, tipo il diamante, le cose non tornano perche' le
vibrazioni sono parzialmente "congelate". Tutto ben noto da molto tempo.
 
Ma come si spiega che lo stesso conto torni cosi' bene con H2O liquida?
 
Secondo problema, collaterale, e sempre relativo all'acqua.
Il valore di c_p per H2O vapore e' 2.080 J/(K kg) a 100^C.
Questo non me lo spiego, perche' mi aspetterei per ogni molecola 3
gradi di liberta' di traslazione e tre di rotazione che non hanno en.
pot. e contribuiscono quindi dovrebbero contribuire 3kT all'en.
interna.
Poi avremo 3 gradi di lib. di vibrazione, che non dovrebbero essere
congelati; ma anche se lo fossero avrei comunque C_v = 3R, C_p = 4R =
33.24 J/(K mol) da cui c_p = 1.845x10^3 J/K kg).
Sembra dunque che il contributo delle vibrazioni sia piccolo, e non
capisco perche' questo accada per il vapore a 100^C mentre non succede
per H2O liq. a 20^C...
 
Ora passiamo alla soluzione di NaCl. Avete considerato una
concentrazione di 35g/kg (che io non so mai se significa per kg di
solvente o di soluzione, ma per fortuna qui importa pochissimo).
Parto dal solito kg di H2O pura, che ha c_p = 4.182x10^3 J/(K kg).
Aggiungo 35 g di NaCl, e mi si dice che ora la capacita' termica e'
diventata 3.985x10^3 * 1.035 = 4.124x10^3 J/K.
C'e' stata una *diminuzione* di 59 J/K (1.4%), sebbene siano stati
aggiunti degli atomi...
 
L'unica spiegazione che vedo e' che l'aggiunta di ioni Na+ e Cl- abbia
*ridotto* il numero di gradi di liberta' e azzarderei che questo
dipenda dalla solvatazione degli ioni: se i llegame tra ioni e H2O di
solvatazione e' forte, puo' darsi che i corrispondenti gradi di
liberta' siano congelati e quindi non contribuiscano al calore
specifico.
 
Potrei azzardare una stima, se sapessi quante molecole di H2O si
legano a ciascuno ione...
So che 35 grammi di sale apportano 7.2x10^23 ioni, che sono lo 0.72%
degli atomi presenti; basterebbe dunque che ogni ione congelasse i
gradi di liberta' di 2 atomi dell'acqua, per far tornare i conti.
 
 
-- 
Elio Fabri

 gradi di liberta' di 2 atomi dell'acqua, per far tornare i conti.
 
boh, forse io non ho capito la tua frase, ma mi pare che la 
differenza tra considerare la soluz intera o il solv puro 
cambi radicalmente questo computo
ciao
Soviet
 
 

il calcolo o il valore del cp è di origine termodinamica non cinetica, se si 
vuol fare un ragionamento si parte dall'equilibrio, per semplificare le cose 
prendiamo come riferimento l'en libera di gibbs che è funzione di grandezze 
facilmente misurabili, se quando si aggiunge il sale il cp cala vuol dire 
che il potenziale chimico del sale incide su questa funzione.
Rif.: Perry's Chemical Engineers' Handbook
Akery
 
"Elio Fabri"  ha scritto nel messaggio 
news:9q558q...@mid.individual.net...


 Rif.: Perry's Chemical Engineers' Handbook
 
bel tomo ! Ce l'ho solo in PDF, ma mi piacerebbe averlo su carta
ciao
Soviet


quando si parla di energia fra le molecole e si introduce il termine 1/2KT, 
per me si sta parlando di teoria cinetica dei gas, infatti, il termine 
deriva dall'equazione di Boltzmann.
Per questo ho detto che è meglio partire dagli equilibri perchè è dagli 
equilibri che vengono fuori grandezze di tipo termodinamico (cp, cv, R, 
etc), se parto dalla cinetica, ovvero da come le molecole interagiscono tra 
loro ottengo altri tipi di risultati legati alle caratteristiche di 
trasporto (viscosità, diffusività, etc).
Spero di aver chiarito il mio ragionamento
Saluti
Akery
 
"Soviet_Mario"  ha scritto nel messaggio 
news:4f3e6d71$0$1382$4faf...@reader2.news.tin.it...



CUTTONE
 
ciao
Soviet
 

 4) boh
Qui debbo premettere che sono stato impreciso quando ho scritto di
"solidi molto legati". Avrei dovuto dire "con legami molto rigidi".
 
La questione e' strettamente connessa con quella che hai discusso con
Rosi nel thread "energia prop. 1/massa", nel quale sarei intervenuto
se non avessi avuto l'influenza...
In generale nel legame tra due atomi hai una posizione di equil.
stabile, e poi un'en. pot. che aumenta quando ti scosti da quella.
In prima appross. l'andamento dell'en. pot. e' come x^2 (x
spostamento) ossia tipica di un osc. armonico.
Quando pensi alla distanza tra i livelli, non conta ne' la
"lunghezza" del legame, ne' la profondita' della buca (energia di
legame).
Conta invece la costante elastica k: V = V0 + kx^2/2.
Infatti la frequenza di vibrazione e' w = sqrt(k/m) e la distanza tra
i livelli e' hbar*w.
k piu' grande significa V che cresce piu' rapidamente spostandosi
dalla posizione di equilibrio, ossia legame piu' "rigido".
 
Per il nostro discorso, relativo all'eventuale congelamento di un
grado di liberta', il confronto va fatto tra hbar*w e kT.
A temp. ambiente per le semplici mol. biatomiche leggere (O2, N2) la
vibrazione e' congelata. Non lo e' completamente per Cl2,
presumibilmente perche' k cambia poco, ma e' maggiore m.
Il risultato e' che Cl2 ha un c_p circa del 20% maggiore.
 
 
-- 
Elio Fabri

 aver chiarito il mio ragionamento.
L'hai chiarito, mostrando meglio che e' un ragionamento sbagliato.
Certo che la m.s. ti permette *anche* di esaminare i fenomeni di
trasporto.
Ma *molto* prima, ti permette di calcolare le grandezze termodinamiche
di equilibrio.
 
 
-- 
Elio Fabri
 

 aver chiarito il mio ragionamento.
L'hai chiarito, mostrando meglio che e' un ragionamento sbagliato.
Certo che la m.s. ti permette *anche* di esaminare i fenomeni di
trasporto.
Ma *molto* prima, ti permette di calcolare le grandezze termodinamiche
di equilibrio.
-- 
Elio Fabri
 
dopo aver risolto l'eq di boltzmann e capito cosa sono gli invarianti i 
primi termini che vengono fuori a livello macroscopico sono: diffusività, 
viscosità e il coefficiente di conduzione termica, dopo aver trovato questi 
invarianti attraverso altre analisi si arriva ai cp ed atro.  Il mio 
ragionamento non è sbagliato, dell'acqua si conosce praticamente tutto, 
l'unica cosa che bisogna ancora conoscere per utilizzare le suddette 
equazioni sono i potenziali chimici delle specie disciolte. Con la m.s. sei 
nel campo più teorico che pratico, del tipo che non ho mai visto progettare 
uno scambiatore partendo dalla cinetica delle molecole!!!!
Akery
 
 

 in F2 stanno attaccati con lo sputo :)
Questo non lo avevo considerato, e mi fido, visto che il chimico sei
tu :-)
Quindi c'e' una doppia ragione perche' Cl2 abbia calore molare
maggiore di N2 e di O2.
 
 
-- 
Elio Fabri

 molecole!!!!
E che c... c'entrano gli scambiatori di calore?
Ma ho capito, parliamo due lingue diverse.
Meglio chiuderla qui.
 
 
-- 
Elio Fabri
 

è un newsgroup, serve a scambiarsi le idee, non ad arrabbiarsi, volevo 
semplicemente dire che per calcolare il cp non bisogna scendere cosi in 
profondità.
Akery
 
"Elio Fabri"  ha scritto nel messaggio 
news:9qicjg...@mid.individual.net...



CUT
 

 invece !)
Sono lieto che finalmente ci siamo capiti :)
 
 
-- 
Elio Fabri