Question

1.) Misturam-se 100 g de água a 80 oC com 100 g de água a 20 oC. Qual a temperatura final da mistura? Dado: calor específico da água = 1 cal/ goC 2.) Qual a quantidade de calor necessária para transformar 50 g de gelo a 0 oC (água no estado sólido) em 50 g de água a 0 oC (água no estado líquido)? Dado: calor latente de fusão do gelo = 80 cal/goC

Answer 1

Resposta:

1) A água que esta à temperatura mais alta cede calor pra água com menor temperatura. O sistema terá temperatura de equilíbrio T entre as temperaturas das duas massas de água.

Calor cedido pela água a 80ºC:

$Q_1=M*c*\Delta T\\Q_1=100*1*(T-80)$

Calor recebido pela água a 20ºC:

$Q_2=M*c*\Delta T\\Q_2=100*1*(T-20)$

O calor cedido pela água à 80ºC é recebido pela água a 20ºC. Logo:

$Q_1+Q_2=0\\\\(100*1*(T-80))+(100*1*(T-20))=0\\100T-8000+100T-2000=0\\200T=2000+8000\\200T=10000\\ \\T=50 \ ^{o}C$

2) A quantidade de calor necessária será gasta para fundir o gelo. Como ele já está na sua temperatura de fusão ($0 \ ^{o}C$), pode-se calcular a quantidade de calor por:

$Q=M*L_F\\Q=50*80\\Q=4000 \ cal$