Ao ser derretido totalmente, 50g de gelo, passa a receber de uma fonte térmica calor a uma taxa de 1100 watt. Nessas condições, quanto tempo o a água (devido ao derretimento do gelo) gasta para ser totalmente vaporizada. (calor específico da água= 1cal/g°C, calor latente de vaporização da água= 540cal/g; 1 cal=4,2J)
Calculo
Soluções para a tarefa
Por meio das fórmulas da quantidade de calor (sensível e latente), concluímos que a água levará 122,2 segundos para se vaporizar por completo.
Quais são as fórmulas básicas da calorimetria?
No estudo físico das trocas de calor, existem duas fórmulas principais para encontrar a quantidade de calor de um corpo:
- Calor sensível:
Calculado pela fórmula Q = m.c.ΔT quando o corpo apenas varia de temperatura, onde Q: quantidade de calor sensível, m: massa, c: calor específico, ΔT: variação de temperatura.
- Calor latente:
Calculado pela fórmula Q = m.L quando o corpo muda de estado físico, onde Q: quantidade de calor latente, m: massa, L: calor latente.
Qual é a resposta?
O que acontece no problema é que 50 g de gelo são derretidos e viram 50 g de água a 0°C. Nesse sentido, a água precisa primeiro aumentar de 0°C a 100°C (calor sensível) e depois vaporizar (calor latente).
1°) 50 g de água a 0°C até 100°C
Q = m.c.ΔT
Q = 50 . 1 . 100
Q = 5000 cal = 21000 J
2°) 50 g de água a 100°C em 50 g de vapor de água a 100°C
Q = m.L
Q = 50 . 540
Q = 27000 cal = 113400 J
Assim, o calor total é: Qt = 21.000 + 113.400 = 134.400 J. Para uma fonte térmica que fornece 1100 Watt, então 1100 Joules são fornecidos a cada segundo.
1 segundo ------- 1100 J
x segundos ------- 134.400 J
x ≈ 122,18 segundos
Portanto, serão necessários aproximadamente 122,2 segundos para vaporização total da água.
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