Question

Calcule a quantidade de calor necessária para vaporizar completamente 200g de gelo que está a –20ºC

Answer 1

A quantidade de calor necessário para vaporizar o gelo é de 146000 cal

Utilizaremos as equações do calor específico e do calor latente.

• Aumentando  a temperatura do gelo

$\boxed{Q = m \cdot c \cdot (T_f-T_i) }$

Q é a quantidade de calor (? cal);  

m é a massa (200 g);

c é o calor especifico do gelo (0,50 cal/g°C);

$T_f$ é a temperatura final (0º C);  

$\bf{T_i}$  é a temperatura inicial (-5 º C);

Calculando:

$Q= 200\cdot 0,5 \cdot (0-(-20))\\\\Q= 100 \cdot (0+20)\\\\Q= 100 \cdot 20\\\\\boxed{Q= 2000 \ cal}$

• Para fundir o gelo.

$\boxed{Q= m \cdot L_F}$

Q é a quantidade de calor (? cal);

m é a massa (200 g);

$\bf{L_F}$é o calor latente de fusão gelo (80 cal/g.​)

Calculando:

$Q = 200 \cdot 80\\\\\boxed{Q = 16000 \ cal}$

• Elevando a temperatura da água até 100º C

Q é a quantidade de calor (? cal);  

m é a massa (200 g);

c é o calor especifico da água (1,0 cal/g°C);

$T_f$ é a temperatura final (100º C);  

$T_i$ é a temperatura inicial (0 º C);

Calculando:

$Q= 200\cdot 1,0 \cdot (100-0)\\\\Q= 200 \cdot 100\\\\\boxed{Q= 20000 \ cal}$

• Vaporizando a água:

$\boxed{Q= m \cdot L_V}$

Q é a quantidade de calor (? cal);

m é a massa (200 g);

$\bf{L_V}$ é o calor latente da vaporização da água (540 cal/g).

Calculando:

$Q = 200 \cdot 540\\\\\boxed{Q = 108000 \ cal }$

• A quantidade total de calor  é?

$Q_{total} = 2000+16000+20000+108000 \\\\\boxed{ Q_{total} = 146000 \ cal }$

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