Question

Com base nos dados fornecidos pela tabela abaixo. A quantidade de calor necessária para derreter 5000g de gelo a 0°C, sem haver mudança de temperatura é de: (Dica: Q=m.L) *​

Answer 1

Resposta:

Calor específico do gelo = 0,5 cal/g°C

Calor específico da água= 1,0 cal/g°C

Calor latende de fusão do gelo = 80 cal/g

Explicação:

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Calorimetria

Fórmulas e Exercício resolvido.

Vamos com as nossas fórmulas?

Q=m.c.Δθ A função fundamental da calorimetria (calor sensível!). Ela nos dá a quantidade de calor necessário para variar uma massa (m) de uma substância (com calor específico ‘c’) a uma temperatura (Δθ).

Q=m.L Quantidade de calor latente.  Ela nos dá a quantidade de calor necessário para mudar o estado fisíco de uma massa (m) de uma substância( com calor latente ‘L’).

Vamos ao exercício prometido?

No interior de um calorímetro ideal são colocados 40 g de água a 40°C e um bloco de gelo de massa 10 g, à temperatura de -20°C. Qual a temperatura final do equilíbrio?

Dados:

Calor específico do gelo = 0,5 cal/g°C

Calor específico da água= 1,0 cal/g°C

Calor latende de fusão do gelo = 80 cal/g

Resolução:

Sempre vamos estabelecer um parâmetro para esse tipo de exercício, para podermos comparar nossas amostras de calor. Gosto de utilizar o 0°C.

1- Vamos primeiramente ver o quanto de calor a água pode fornecer ao gelo, levando ela até 0°C (lembrando que todo o calor cedido é igual ao recebido, né? ):

Q=m.c.Δθ -> Q=40.1.(0-40) -> Q= -1600 cal ( o menos indica que o calor foi cedido).

2- Agora vamos ver o quanto o gelo precisa para chegar a 0°C:

Q=m.c.Δθ -> Q=10.0,5.(0-(-20)) -> Q=100 cal

Como vemos em 1 e 2, a água é capaz de aquecer todo o gelo (levá-lo a 0°C), e ainda sobram -1600+100= -1500 cal , que serão utilizadas para derreter o gelo.

3- Vamos ao calor que o gelo precisa para derreter:

Q=m.L -> Q=10.80 -> Q=800 cal

Mesmo derretendo todo o gelo, ainda sobram -1500+800= -700 cal, que vamos usar para aquecer toda a água (o gelo derreteu todo!).

4- Vamos ver o quanto esse calor que sobrou consegue aquecer a nossa mistura:

Q=m.c.Δθ -> 700=(40+10).1.(Θ – 0) -> Θ= 14°C

Vemos que a mistura chegou a uma temperatura final de 14°C.