1) calcolo energia potenziale (in questo caso girativazionale), è:
U(g) = m g h
Dove:
"U(g)" è l'energia potenziale gravitazionale,
"m" la massa dell'oggetto,
"g" la forza di gravità al livello del mare pari a circa 9,81m/s^2,
"h" è l'altezza o differenza tra 2 altezze.
L'unità di misura è il "J" joule.
2) per calcolare quanto pesa un metro cubo di gas dobbiamo sapere quanto pesa un gas e questo si calcola con la "mole". Una mole di un qualsiasi elemento chimico o molecola è il peso atomico o la somma degli atomi componenti la molecola, il tutto moltiplicato per il numero di Avogadro, ossia il numero degli atomi contenuti in 12 grammi di carbonio. Un numero enorme pari a 6,02214179 (30) * 10^23.
Per esempio:
data la massa atomica dell'ossigeno pari a 16 e sapendo che di solito l'ossigeno è presente in atmosfera in forma molecolare, ovvero O2, si può sapere che una molecola di ossigeno ha massa pari a 16*2=32 e quindi una mole di ossigeno pesa 32 grammi.
Ora che sappiamo quanto pesa una mole dobbiamo capire quanto spazio occupa alla pressione di un atmosfera.
La legge dei gas ideali ci dice che una mole di qualsiasi gas alla temperatura di zero gradi ad una atmosfera occupano 22,414 litri.
A questo punto, quante moli sono contenute in un metro cubo? Un metro cubo sono 1000 litri. quindi se dividiamo 1000/22,414=44,61 moli.
44,61 moli * 32g/mol = 1427,68 grammi.
Un metro cubo di ossigeno pesa 1,428kg
3) per rispondere a questa domanda bisogna sapere il "potere calorifico" specifico dei diversi combustibili. Fortunatamente ho trovato una tabella su internet. Ora sapendo che dobbiamo cercare il potere calorifico sul motore di ricerca le nostre ricerche saranno più veloci. Nel mio caso un metro cubo di metano produce circa 34535 Joule/m^3.
Ovviamente producono calore in quanto la reazione di ossidazione/combustione è esotermica.
Non so come si faccia, partendo da 2 elementi o molecole, sapere se e quanto calore producono o assorbono (reazione endotermica) quando reagiscono.
4) boh, cerca su internet
5) per definizione la caloria "cal" o piccola caloria è la quantità di energia necessaria per innalzare di un grado centigrado, precisamente da 14,5 a 15,5 un grammo di acqua.
ora dobbiamo introdurre 2 concetti fondamentali:
- il calore specifico delle sostanze. La quantità di calore da somministrare per innalzare la temperatura di un grado centigrado (o K o C). per l'acqua, come visto è di 1 cal (4,186j) a grammo. tuttavia per il ghiaccio è quasi la metà, circa 0,53989 cal (2,260j)
- calore latente di transizione di fase. in pratica il calore che dobbiamo fornire affinche una sostanza solida, per esempio il ghiaccio, si sciolga e diventi liquida. questa temperatura latente per il ghiaccio è pari a circa 80 cal pari a 335j. per quanto riguarda l'ebolizione dell'acqua per esempio è 542,76 calorie pari a 2272j
tornando alla domanda:
un litro di acqua pesa 1000 grammi, quindi una caloria a grammo vuol dire 1000cal per ogni grado. 36 gradi -10= 26 gradi. quindi, 1000 calorie x 26 gradi = 26000 cal, oppure 26Kcal
6) per rispondere alla domanda dobbiamo sempre rifarci al calore specifico, che per quanto riguarda l'aria secca (fonti wikipedia) è di circa 1005j/kg ovvero 240 cal/kg (0,24cal/g).
ipotizzando che al minuto respiriamo 12 volte (condizione a riposo) una quantità di circa mezzo litro di aria (sempre a riposo) consumiamo circa 12x0,5= 6 litri di aria al minuto.
quanto pesano 6 litri di aria? circa 1.293 kg/m^3. il valore è ricavato dal fatto che l'aria è una miscela di aria, circa 78,08% di Azoto, N2 - 20,95% di Ossigeno, O2 - 934 Argon Ar - e altri gas. una mole pesa quindi circa 28,84 g/mol
ok. 6 litri? una mole sono 22,414 litri quindi
28,84 g/mol / 22,414 litri/mol x 6litri = 7.72 grammi è il peso di 6 litri di aria
quindi, per riscaldare 7,72 grammi di aria sapendo che sono necessari 0,24cal/g
= 7.72g * 0,24cal/g = 1,85 cal per ogni grado
quindi se da 22 vogliamo arrivara a 36 allora sono 14 gradi.
1,85 calorie/grado x 14gradi = 25,9 calorie
7) trascurando la dispersione di energia, in un modello ipotetico la tua bicicletta dovrebbe produrre circa 3600 kj per ogni kilowattora kWh. queste ultime sono misure di energia.
1 watt = 1joule/1secondo
il chilowatt è una misura di potenza, non di energia da wikipedia:
* 1 kW = 1,3596216 cavalli vapore (CV = HP horse power)
* 1 kW = 1,3410221 cavalli vapore al freno (BHP = brake horse power = CV al freno)
* 1 CV = 735,49875 W
* 1 BHP = 745,69987158227022 W
* 1 watt = 0,001 kW
* 1 watt = 859,84524 Calorie/h (Calorie all'ora)
beh, per trasformare una bici in generatore di corrente fai una ricerca.