(0,2 ponto): Nas CNTP (condições normais de temperatura e pressão), quanta energia térmica é necessária para elevar a temperatura de 1,5L de água de dez graus Celsuis (10°C) até 110ºC? Dica: calor específico da água: 1 cal/g.°C, calor latente da água: 500 cal/g, calor específico do vapor de água: 0,5 cal/g.°C.
Soluções para a tarefa
O exercício pergunta quanta energia térmica é necessária para elevar a temperatura da água de 10 °C até 110 °C. Podemos dividir esse processo em três etapas:
Etapa 1: temperatura da água é elevada de 10° C a 100° C;
Etapa 2: mudança de estado da água (do estado líquido pro estado gasoso);
Etapa 3: temperatura do vapor de água é elevada de 100° C a 110° C
A energia térmica total requerida nesse processo será a soma das energias térmicas necessárias em cada etapa.
Nas etapas 1 e 3, não temos mudança de estado, então a energia térmica será calculada através da fórmula Q = mcΔT, onde Q é a quantidade de calor, m é a massa, c é o calor específico e ΔT é a variação de temperatura.
Na etapa 2, temos uma mudança de estado, então calculamos a energia através da fórmula Q = mL, onde Q é novamente a quantidade de calor, m é novamente a massa e L representa o calor latente.
Lembre-se também de que a temos 1 kg de água em 1 L de água. Portanto, em 1,5 L de água, temos 1,5 kg = 1500 gramas de água.
Para a etapa 1, temos:
Q1 = m.c.ΔT
Q1 = 1500.1.(100-10)
Q1 = 135000 cal
Para a etapa 2, temos:
Q2 = m.L
Q2 = 1500.500
Q2 = 750000 cal
Para a etapa 3, temos:
Q3 = Q1 = m.c.ΔT
Q3 = 1500.0,5.(110-100)
Q3 = 7500 cal
Logo, a energia térmica Q necessária é:
Q = Q1 + Q2 + Q3
Q = 135000 + 750000 + 7500 cal
Q = 892500 cal
Espero ter ajudado.