Question

Ajuda em fisica, por favor.


Em um copo envolto em um recipiente isolado termicamente, são colocados 50 g de gelo, a -5 °C, e 150 g de agua, a 20 °C. Calcule a temperatura final do conjunto. Determine se todo o gelo está derretido.

Answer 1

vamos achar a temperatura de equilíbrio, devemos lembrar também que para haver gelo, a água deve estar em uma temperatura igual ou inferior a 0°C. vamo simbora:
no equilíbrio temos
Q1+Q2=0
m1.c. (tf-ti) + m2.c2. (tf-ti)=0
150.1.(tf-20) + 50.0,5.(tf+5)=0
150tf-3000 +25tf+125=0
175tf-2875=0
175tf=2875
tf=2875÷175
tf=16,4 °C
com essa temperatura não haverá mais gelo.

Answer 2

Apesar de não constar o calor específico da água e do gelo no enunciado do problema, precisaremos dele:

c(gelo) = 0,5 cal/g.°C
c(água) = 1 cal/g.°C

Agora, vamos às expressões do QUIMACETE de ambas as substâncias:

Q = m.c.Δt

Q(gelo) = 50.0,5.(t + 5) = 25.(t + 5) = 25.t + 125
Q(água) = 150.1.(t - 20) = 150.(t - 20) = 150.t - 3000

Como o sistema atingirá o equilíbrio térmico decorrido um certo tempo, ou seja, o gelo absorverá calor e a água perderá calor, temos
Q(gelo) = -Q(água)

25.t + 125 = -(150.t - 3000)
25.t + 125 = 3000 - 150.t
25.t + 150.t = 3000 - 125
175.t = 2875
t = 2875/175
t = 16,48°C

O gelo estará completamente derretido porque a temperatura final é superior à sua temperatura de fusão que é 0°C.