Question

Alguém pode me ajudar?

4.(Ufmg 2012) Um copo com 200 g de água está inicialmente a 25 oC. Carolina coloca 50 g de gelo, a 0 oC, nesse copo. Após algum tempo, todo o gelo derrete e toda água no copo está à mesma temperatura.
Considerando o sistema água e gelo isolado, calcule a temperatura no instante em que esse sistema chega ao equilíbrio térmico.
a) 1oC
b) 2 oC
c) 3oC
d) 4oC
e) 5oC

Answer 1

I) Sabendo-se que o calor de latente de fusão do gelo é:

80cal/g

calor específico do gelo=0,5 cal/g °c

da água = 1 cal/g °c

quando ele diz que o sistema água e gelo está isolado, não há perda de calor para o meio externo!

vamos Lá:

•Quantidade de calor latente do gelo( para mudar seu estado) QL=50.80=4000 calorias

•Quantidade de calor para o gelo aquecer até o equilíbrio térmico:Qg=50.1.(te-0)

Qg=50te

•Quantidade de calor para água mudar de de 25 °C até o equilíbrio térmico: Qa=200.1.(te-25)

Qa=200te-5000

A soma das quantidade de calor tem que ser iguais a zero!

4000+50te+200te-5000=0

250te=1000

te= 4 °C (letra d)

Nota: Quando a água fornece a quantidade de calor necessária ao gelo mudar seu estado físico ele vira água à 0 °C, logo não havia necessidade de usar o calor específico do gelo!