EuPhO 2018 Problema 2

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Pigkappa
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EuPhO 2018 Problema 2

Messaggio da Pigkappa » 2 giu 2018, 18:27

Si sono appena svolte le olimpiadi europee della fisica 2018 in Russia. I problemi sono molto belli, perche' sono molto difficili concettualmente ma non in termini di conti o conoscenze avanzate, per cui li posto qua. Temo che non avro' tempo di seguire la discussione, ma rispondendovi a vicenda e, quando ci avrete provato seriamente, cercando le soluzioni online, potrete comunque imparare molto. Questo e' il problema 2.

Un solenoide di lunghezza 20 cm e' avvoltolato attorno ad una provetta verticale fatta di vetro e piena d'acqua. Il solenoide e' isolato termicamente cosi' che non c'e' scambio diretto di calore con l'acqua o il vetro. L'altezza dell'acqua arriva 20 cm al di sopra dell'estremita' superiore del solenoide, il diametro della provetta e' 1 cm, il numero di avvolgimenti del solenoide e' 6000. La pressione atmosferica e' 101 kPa, la temperatura dell'acqua e' 293 K, la suscettibilita' magnetica dell'acqua e' e la permeabilita' magnetica del vuoto e' H/m.

La corrente nel solenoide viene aumentata lentamente finche' l'acqua dentro al solenoide inizia a bollire. Quanto vale la corrente a quel punto?

Nota: fai tutte le approssimazioni del caso quando necessario. Nota che il valore trovato della corrente potrebbe essere anche piu' grande di quanto si possa ottenere con le tecnologie attuali.
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"Per un laser, si passa da temperature positive a temperature negative non passando attraverso 0 K, ma passando attraverso l'infinito!" (cit.)
"Perché dovremmo pagare uno scienziato quando facciamo le migliori scarpe del mondo?" (cit.)

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