Question

Aquece-se 100 g de gelo a -50 ºC, transformando-o em vapor a 100 ºC. Determine a quantidade de

calor envolvida durante todo o processo.​

Answer 1

Aquece-se 100 g de gelo a -50 ºC, transformando-o em vapor a 100 ºC. Determine a quantidade de  calor envolvida durante todo o processo.​

• Temos os seguintes dados:

→ Qtotal (quantidade de calor envolvida durante todo processo) = ?  

→ m (massa) = 100 g  

→ calor latente de fusão do gelo (Lf) = 80 cal/g  

→ calor latente de vaporização da água (Lv) = 540 cal/g  

→ calor específico da água (c) = 1 cal/gºC  

→ calor específico do gelo (c) = 0.5 cal/gºC  

Resolução:  

• 1º Passo: [VAMOS AQUECER O GELO DE - 40ºC até 0ºC]

Encontre a quantidade de calor sensível para o aumento da temperatura, sabendo que:

ΔT = T - To

ΔT = 0 - (-50)

ΔT = 0 + 50

ΔT = 50 ºC

Logo:  

$Q_1 = m*c*\Delta{T}$

$Q_1 = 100*0.5*50$

$\boxed{Q_1 = 2500\:cal}$

• 2º Passo: [VAMOS DERRETER O GELO a 0ºC]

Agora, encontre a quantidade de calor latente para o derretimento do gelo, vejamos:

$Q_2 = m*L_f$

$Q_2 = 100*80$

$\boxed{Q_2 = 8000\:cal}$

• 3º Passo: [VAMOS AQUECER A ÁGUA DE 0ºC até 100ºC]

Calculemos a quantidade de calor, sabendo que:

ΔT = T - To

ΔT = 100 - 0

ΔT = 100 ºC

Logo:  

$Q_3 = m*c*\Delta{T}$

$Q_3 = 100*1*100$

$\boxed{Q_3 = 10000\:cal}$

• 4º Passo: [VAMOS APLICAR A QUANTIDADE DE CALOR LATENTE NA VAPORIZAÇÃO]  

Agora, encontre a quantidade de calor latente para a vaporização da água, vejamos:

$Q_4 = m*L_v$

$Q_4 = 100*540$

$\boxed{Q_4 = 54000\:cal}$

• 5º Passo: [QUANTIDADE DE CALOR TOTAL OU ENERGIA CONSUMIDA NO PROCESSO]

$Q_{total} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4$

$Q_{total} = 2500 + 8000 + 10000 + 54000$

$\boxed{\boxed{Q_{total} = 74500\:cal}}\:\:ou\:\:\boxed{\boxed{Q_{total} = 74.5\:kCal}}\end{array}}\:\:\:\:\:\:\bf\green{\checkmark}$

• Resposta:

A quantidade de calor envolvida em todo o processo é de 74500 cal ou 74.5 kCal

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$Espero\:ter\:ajudado, sauda\c{c}\~oes ...\:Dexteright02!$