Question

Calcule a quantidade de calor para elevar a temperatura de 200g de água a -20°C, até 80°C. DADOS: (foto logo abaixo) HELPPPP AAAA

Answer 1

Olá!

Calcule a quantidade de calor para elevar a temperatura de 200g de água a -20°C, até 80°C.

Temos os seguintes dados:

Qtotal (quantidade de calor) = ?

m (massa) = 200 g

* calor latente de fusão do gelo (Lf) = 80 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 - 20ºC até 0ºC]

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

ΔT = T - To

ΔT = 0 - (-20)

ΔT = 0 + 20

ΔT = 20 ºC

Logo:

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

$Q_1 = 200*0,5*20$

$\boxed{Q_1 = 2000\:cal}\:ou\:\boxed{Q_1 = 2\:kCal}$

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

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

$Q_2 = m*L_f$

$Q_2 = 200*80$

$\boxed{Q_2 = 16000\:cal}\:ou\:\boxed{Q_2 = 16\:kCal}$

3º Passo: [ VAMOS AQUECER A ÁGUA DE 0ºC até 80ºC]

Calculemos a quantidade de calor para aumentar 200 g de água à temperatura de 80 ºC, sabendo que:

ΔT = T - To

ΔT = 80 - 0

ΔT = 80 ºC

Logo:

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

$Q_3 = 200*1*80$

$\boxed{Q_3 = 16000\:cal}\:ou\:\boxed{Q_3 = 16\:kCal}$

4º Passo: [ QUANTIDADE DE CALOR TOTAL NO PROCESSO]

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

$Q_{total} = 2000 + 16000 + 16000$

$\boxed{\boxed{Q_{total} = 34000\:cal}}\:\:ou\:\:\boxed{\boxed{Q_{total} = 34\:kCal}}\end{array}}\qquad\checkmark$

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Espero ter ajudado, saudações, DexteR! =)

Answer 2

1° passo:

    Ao observar o diagrama e analisar a temperatura inicial da água, nota-se que a água está congelada. No diagrama, é representado Q1, que, por sua vez, representa a quantidade de calor para que ocorra a variação da temperatura da água até o ponto de fusão (0°C).

    Como houve somente variação na temperatura da substância em questão, portanto, ele sofreu com um calor sensível. Para o cálculo do calor sensível, temos:

    $Q = mc \Delta \theta$

Onde:

    Q é a quantidade de calor em calorias (cal);

    m é a massa da substância em gramas;

    Δθ é a variação da temperatura em graus Celsius (°C).

Resolução:

    $Q_{1} = mc \Delta \theta$

O calor específico em questão, é o da água congelada, ou seja, do gelo. No SI, o calor específico do gelo vale:

    $c_{gelo} = 0,5cal/g\°C$

    $Q_{1} = 200 \cdot 0,5 \cdot (0 - (-20))\\ \\ Q_{1} = 100 \cdot 20\\ \\ \boxed{Q_{1} = 2000cal}$

2º passo:

    Ao chegar em 0°C, a água inicia o processo de fusão, ou seja, quando se transforma do estado sólido para o estado líquido. Como houve mudança no estado físico da substância, o calor sofrido é do tipo latente. Para o cálculo, temos:

    $Q_{L} = mL$

Onde:

    Q é o calor latente em calorias;

    m é a massa da substância em gramas;

    L é a constante de proporcionalidade.

Como dito, ocorre o processo de fusão, logo, a contante de proporcionalidade para a fusão da água, vale:

    $L_{F} = 80cla/g$

Resolução:

    $Q_{2} = mL_{F}\\ \\ Q_{2} = 200 \cdot 80\\ \\ \boxed{Q_{2} = 16.000cal}$

3º passo:

    Agora, com a água no estado líquido, é elevada a sua temperatura até 80°C, sem mudar o seu estado físico, portanto, a água sofre novamente um calor sensível.

Resolução:

    $Q_{3} = mc \Delta \theta \\ \\Q_{3} = 200 \cdot 1 \cdot (80-0)\\ \\Q_{3} = 200 \cdot 80\\ \\ \boxed{Q_{3} = 16.000cal}$

4º passo:

    A quantidade de calor para elevar a temperatura de 200g de água a-20°C até 80°C, é a soma de Q1, Q2 e Q3.

Resolução:

    $Q_{total} = Q_{1} + Q_{2} + Q_{3}\\ \\ Q_{total} = 2000 + 16000 + 16000\\ \\ \boxed{\boxed{Q_{total} = 34.000cal}}$