Una bruciatura prodotta dal vapore a 100 °C è più grave di quella prodotta dalla stessa quantità di acqua a 100 °C. Verificare questa affermazione calcolando il rapporto tra il calore che deve essere sottratto a 0.5728E-02 kg di acqua e di vapore per abbassarne la temperatura da 100 °C a 42.05 °C. Si assuma un calore latente di vaporizzazione dell'acqua pari a 2240 J/g e che il calore specifico dell'acqua non vari tra 0 °C e 100 °C.
Soluzione.
Per portare una certa quantità di vapore al di sotto dei 100 °C bisogna che il vapore ceda la quantità di calore necessaria a passare dallo stato gassoso a quello liquido più quella necessaria a provocare l'abbassamento di temperatura.
La quantità di calore necessaria a passare dallo stato gassoso a quello liquido si trova moltiplicando la massa m del vapore per il calore latente di vaporizzazione Qv, con
Una volta ceduta questa quantità di calore, il vapore è diventato acqua; il calore necessario ad abbassare la temperatura dell'acqua è pari al prodotto della massa m per il calore specifico dell'acqua (c = 4186 J/(kg·K)) per l'abbassamento di temperatura (differenza tra la temperatura finale e quella iniziale).
In conclusione, il calore ceduto dal vapore per passare dalla temperatura T1 alla temperatura T2 è:
Se invece di vapore abbiamo una uguale quantità (in massa) di acqua, il calore ceduto si riduce soltanto al secondo termine dell'espressione precedente, vale a dire:
Per avere il rapporto tra queste due quantità non resta che dividerle tra loro e sostituire i dati numerici del testo:
Si noti che non è necessario convertire le temperature in kelvin, dato che abbiamo a che fare con una differenza di temperatura.