1. Qual é a quantidade de calor necessária para transformar 50 g de gelo a -30 ºC em vapor de água a 150 ºC?
São dados:
calor específico do gelo: 0,50 cal/g.ºC
calor específico da água: 1,0 cal/g.ºC
calor específico do vapor: 0,50 cal/g.ºC
calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g
calor latente de vaporização: 540 cal/g
Faça, a seguir, o gráfico da temperatura (T) em função da quantidade de calor Q, representando todas as etapas do processo (curva de aquecimento).
Soluções para a tarefa
Resposta:
vale lembrar que existem dois tipos de calor, o sensível (o que provoca a variação de temperatura) e o latente (o que provoca a mudança de estado físico).
>Formula do calor sensível: Q = m·c·ΔT
>Fórmula do calor latente: Q = m·L
(Q-quant. de calor / m-massa / c-calor específico / ΔT-variação da temperatura / L-latência)
Agora, é preciso saber as etapas de transformações que a água sofrerá nessa alteração de temperatura.
1)De -15°C a 0°C : variação de temperatura > calor sensível
2)Em 0°C há mudança de estado físico (fusão) > calor latente
3)De 0°C a 100°C : variação de temperatura > calor sensível
4)Em 100°C há mudança de estado físico (ebulição) > calor latente
5)De 100°C a 150°C : variação de temp. > calor sensível
Nos cálculos, usaremos:
1)Calor específico do gelo é 0,5.
2)Latência de fusão da água é 80.
3)Calor específico da água líquida é 1.
4)Latência de ebulição da água é 540.
5)Calor específico do vapor de água é 0,5.
Agora, calculamos um por um.
1)De -15°C a 0°C
Q = m·c·ΔT
Q = 80·0,5·(0-(-15))
Q = 40·15
Q = 600cal
2)0°C - Mudança de estado físico (fusão)
Q = m·L
Q = 80·80
Q = 6400cal
3) De 0°C a 100°C
Q = m·c·ΔT
Q = 80·1·(100-0)
Q = 80·100
Q = 8000cal
4)100°C - Mudança de estado físico (ebulição)
Q = m·L
Q = 80·540
Q = 43200cal
5)De 100°C a 150°C
Q = m·c·ΔT
Q = 80·0,5·(150-100)
Q = 80·0,5·50
Q = 2000cal
Agora, somamos os calores encontrados:
600+6400+8000+43200+2000 = 60200cal
R: para elevarmos a água de -15°C até 150°C precisamos de 60200cal.