Question

Calcule o calor necessário para transformar 25 g de gelo a -10 °C em água a 10 °C. Use o calor latente de fusão igual a 80 cal/g, calor específico do gelo igual a 0,5 cal/g °C e o calor específico da água igual a 1 cal/g °C.

Answer 1

Compreendendo as diferenças entre calor sensível e calor latente, a quantidade de calor necessário para transformar 25 g de gelo em água, são  2375 calorias.

Considerações e resolução:

• O calor sensível altera a temperatura de uma substância e não seu estado físico.
• O calor latente é o calor necessária para mudar o estado físico da matéria sem variar a temperatura;
• De -10º C a 0º C em condições normais de temperatura e pressão, a água encontra-se no estado sólido (gelo);
• De 0º C a 100º C encontra-se no estado líquido.

• Para aumentar a temperatura do gelo

$\boxed{\boxed{\sf Q = m \cdot c \cdot (T-T_I)}}$

Q é a quantidade de calor (? cal);

m é a massa (25 g);

c é o calor especifico do gelo ($\sf 0{,}5 \ cal/g\cdot \°C$);

$\sf T$ é a temperatura final (0º C);

$\sf T_I$ é a temperatura inicial (-10 º C);

Calculando:

$\sf Q = 25 \cdot 0{,}5 \cdot [0-(-10)]\\\\Q = 12{,}5 \cdot [0+10]\\\\Q =12{,}5 \cdot 10 \\\\\boxed{\sf Q = 125 \ cal}$

• O gelo a 0º C funde-se sem variar sua temperatura.

$\boxed{\boxed{\sf Q = m \cdot L\\}}$

Q é a quantidade de calor (? cal);

m é a massa (25 g);

L é o calor latente de fusão gelo (80 cal/g.​)

Calculando:

$\sf Q = 25 \cdot 80 \\\\\boxed{\sf Q = 2000 \ cal}$

• Após ser fundido o gelo, agora água, aumenta-se a sua temperatura até 10º C.

$\boxed{\boxed{\sf Q = m \cdot c \cdot (T -T_I)}}$

Q é a quantidade de calor (? cal);

m é a massa (25 g);

c é o calor especifico da água  ($\sf 1 \ cal/g\cdot \°C$);

$\sf T$ é a temperatura final (10º C);

$\sf T_I$ é a temperatura inicial (0 º C);

Calculando:

$\sf Q = 25 \cdot 1 \cdot (10-0)\\\\Q = 25 \cdot 10\\\\\boxed{\sf Q = 250 \ cal}$

• A quantidade necessária de calor é de  é 125 cal  + 2000 cal + 250 cal = 2375 cal .

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