Question

1) Um bloco de gelo de 100 g, a -20 °C será aquecido ate que toda a sua massa se torne água a 140 °C. Qual a quantidade total de calor que esse sistema deve receber para que esse processo seja possível?

Answer 1

Resposta:

Quantidade total de calor = 75.000 calorias.

Explicação:

Sequência das transformações do gelo a -20ºC até vapor a 140ºC.

Lembre-se que acima de 100ºC a água vaporiza.

gelo -20ºC --1--> gelo 0ºC --2--> água 0ºC --3--> água 100ºC ---->

--4---> vapor 100ºC ---5---> vapor 140ºC

Etapa 1: elevação da temperatura.

m = 100 g

Δt = 0 - (-20) = 20ºC

c = 0,5 cal/g.ºC (calor específico do gelo é tabelado)

Q = m.c.Δt

Q1 = 100 . 0,5 . 20

Q1 = 1000 cal

Etapa 2: mudança de estado físico.

m = 100 g

Lf = 80 cal/g (calor latente de fusão é tabelado)

Q = m.Lf

Q2 = 100 . 80

Q2 = 8000 cal

Etapa 3: aumento da temperatura.

m = 100 g

Δt = 100 - 0 = 100

c = 1,0 cal/g.ºC (calor específico da água é tabelado)

Q = m.c.Δt

Q3 = 100 . 1 . 100

Q3 = 10000 cal

Etapa 4: mudança de estado físico.

m = 100 g

Lv = 540 cal/g (calor latente de vaporização é tabelado)

Q = m. Lv

Q4 = 100 . 540

Q4 = 54000 cal

Etapa 5: aumento de temperatura.

m = 100 g

Δt = 140 - 100 = 40ºC

c = 0,5 cal/g.ºC (calor específico do vapor é tabelado)

Q = m.c.Δt

Q5 = 100 . 0,5 . 40

Q5 = 2000 cal

Qt = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5

Qt = 1000 + 8000 + 10000 + 54000 + 2000

Qt = 75000 cal

Answer 2

Resposta:

Oi,

Neste processo, teremos 5 etapas:

1 - Aquecer o gêlo desde - 15°C e até 0°C.

2 - Converter o gêlo a 0°C em água a 0°C.

3 - Aquecer a água desde 0°C e até 100°C.

4 - Converter a água a 100°C em vapor a 100°C.

5 - Aquecer o vapor a 100°C em vapor a 140°C.

Explicação:

1a etapa:

Calor específico do gêlo = 0,5 Cal/g°C

Q1 = m · c · ΔT

Q1 = (100 g) · (0,5 Cal/g°C) · (0°C - (-20°C))

Q1 = 1000 Cal

Etapa 2

Q2 = m ·ΔH

Q2 = (100 g) · (80 Cal/g)

Q2 = 8000 Cal

Etapa 3

Calor específico de água = 1,0 Cal/g°C

Q3 = m · c · ΔT

Q3 = (100 g) (1,0 Cal/g°C) (100°C - 0°C)

Q3 = 10000 Cal

Etapa 4

Calor latente de vapor = 540 Cal/g

Q4 = m ·ΔH

Q4 = 100 g · 540 Cal/g

Q4 = 54000 Cal

Etapa 5

Calor específico de vapor = 0,5 Cal/g°C

Q5 = m · c ·ΔT

Q5 = (100 g) (0,5 Cal/g°C) (140°C - 100°C)

Q5 = 2000 Cal

Qt = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5

Qt = 1000 Cal + 8000 Cal + 10000 Cal + 54000 Cal + 2000 Cal

Qt = 75000 Cal