Question

Considere o gráfico a seguir, da temperatura em função do tempo, para 300 g de água. Calcule o volume de água líquida que ainda resta no recipiente após 5 minutos.

Dica:A taxa da fonte de calor pode ser calculada pela no intervalo entre 0 e 2 minutos

Answer 1

Calor específico da água: 1cal/g°C
Calor latente de vaporização da água: 540cal/g

Basta utilizar a fórmula da quantidade de calor latente:

Q=m.L

Q=quantidade de calo recebido ou cedido
m=massa
L=calor latente da substância(fusão ou vaporização)

Q=300.540
Q=162.000cal

Agora vamos calcular a taxa da fonte de calor ( potência térmica ):
Nesse caso, vamos usar a fórmula da quantidade de calor sensível:

Q=m.c.ΔT

c=calor específico da substância(geralmente dado em cal/g°C)
ΔT=variação de temperatura

Q=300.1.(100-20)
Q=300.80=24000cal

Agora basta dividir pelo tempo:

Pot=24000/2.60=600cal/s

Agora basta saber quantas calorias foram cedidas a água durante os 3 min q ela estava mudando de estado físico:

Q=600.3.60=18000cal

Agora vamos comparar com a fórmula do calor latente:

18000=m.540
m=18000/540= 33,3g (aproximadamente), ou seja, 33,3g viraram vapor.
300-33,3=266,7g permaneceram como água líquida.