Física, perguntado por fabiacaldas34, 4 meses atrás

17. Um bloco de gelo de massa 3,0 kg, que está a uma
temperatura de - 10,0° C, é colocado em um
calorímetro (recipiente isolado de capacidade térmica
desprezível) contendo 5,0 kg de água à temperatura de
40,0° C. Qual é, aproximadamente, a quantidade de
gelo que sobra sem se derreter?
Dados:
Calor específico do gelo: cg = 0,5 kcal/kg °C
Calor específico da água ca = 1 Kcal/kg °C
Calor latente de fusão do gelo: L = 80 kcal/kg
a) 690 g
b) 210 g
c) 930 g
d) 150 g
e) 870 g

Soluções para a tarefa

Respondido por jlbellip5dxpx

Alternativa (a)

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O calor recebido (ou cedido) para um corpo pode acarretar, basicamente, dois fenômenos:

- Mudança de estado: a temperatura permanece a mesma e o calor (energia) vai para o reagrupamento das moléculas. Essa energia é chamada de Quantidade de Calor Latente.

A fórmula usada é

Q = m.L

Q: Quantidade de calor latente

m: massa do corpo

L: calor latente

- Mudança de temperatura: ao calor (energia) vai para aumentar a agitação das moléculas do corpo e sua temperatura aumenta. é chamada de Quantidade de Calor Sensível.

A fórmula é

Q = m.c.Δt

Q: Quantidade de calor sensível

m: massa do corpo

c: calor específico da substância que compõe o corpo

Δt: variação da temperatura

Equilíbrio térmico

Colocando-se dois ou mais corpos com temperaturas diferentes em contato ocorre a troca de calor entre eles até que as temperaturas se igualem. Nessa situação tem-se

Q₁ + Q₂ + Q₃ + ... = 0

Resolução

Cálculo de quanto gelo 5 kg de água de 40 °C até 0 °C pode aquecer o gelo de -10 °C e derretê-lo por completo

$Q_{gelo}+Q_{agua}=0\\\\m_{gelo}.c_{gelo}.\Delta t_{gelo}+m_{gelo}.L_{gelo}+m_{agua}.c_{agua}.\Delta t_{agua}=0\\\\m_{gelo}*0,5*(0-(-10))+m_{gelo}*80+5*1*(0-40)=0\\\\m_{gelo}*0,5*10+80m_{gelo}+5*(-40)=0\\\\5m_{gelo}+80_{gelo}-200=0\\\\85m_{gelo}=200\\\\m_{gelo}=\frac{200}{85}\\\\m_{gelo}\approx 2,35\:kg$