Question

5 - Numa cavidade de 5 cm³ feita num bloco de gelo, introduz-se uma esfera homogênea de cobre de 30 g aquecida a 150 °C, conforme o esquema. Sabendo-se que o calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g, que o calor específico do cobre é de 0,096 cal/g °C e que a massa específica do gelo é de 0,92 g/cm³ , qual o volume total da cavidade que será derretida pela troca de calor entre a esfera de cobre e o bloco de gelo.​

Answer 1

O volume total da cavidade é igual a $8,91\ cm^3$

Para calcular o volume total da cavidade que será derretida devido às

trocas de calor com o cobre, aplicamos as fórmulas:

$Q = m.c.\Delta\ T\\\\Qf = m.Lf\\\\Q + Qf = 0\\\\m,c.\Delta\ T + m.Lf = 0\\\\30.0,096,(0 - 100) + m.80 = 0\\\\2,88.(-100) + 80m = 0\\\\80m = 288\\\\m = 288 / 80\\\\m = 3,6\ g\\\\Como\ a\ densidade\ e\ dada\ por\ d = m/v\ tem-se\ que\ a\ massa\ de\ gelo\ derretida\ e\ igual\ a:\\\\d = m / v\\\\0,92 = 3,6 / v\\\\v = 3,6 / 0,92\\\\v = 3,91\ cm^3\ (Massa\ de\ gelo\ derretida).\\\\Volume\ total\ da\ cavidade:\\\\Vc = 5 + 3,91\\\\Vc = 8,91\ cm^3$

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