Considere uma garrafa, de capacidade térmica desprezível, contendo 110g de água a 40°C. Adicionam-se 20g de gelo a -20°C. A temperatura de equilíbrio, sabendo que todo o gelo se fundiu, vale:
(Dados: calor específico do gelo = 0,5 cal/g°C; calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g.)
a) 0°C
b) 10°C
c) 20°C
d) 30°C
e) 40°C
Soluções para a tarefa
A temperatura de equilíbrio, sabendo que todo o gelo se fundiu, é de 20°C.
Letra C
Equilíbrio Térmico
A temperatura de equilíbrio térmico é aquela na qual os dois corpos apresentam o mesmo nível de agitação molecular.
O calor total de um sistema de dois corpos que chegam ao Equilíbrio térmico equivale à zero.
∑Q = 0
O calor fornecido pela água ao gelo foi o suficiente para derretê-lo completamente. Nessa questão, devemos considerar que-
- O calor que a água fornece é o calor sensível.
- O gelo antes de iniciar a fusão, deve aumentar a sua temperatura.
- O calor que irá provocar a fusão do gelo é o calor latente.
Quantidade de calor para elevar a temperatura do gelo-
Q₂ = mcΔT
Q₂ = 20. 0,5. 20
Q₂ = 200 Cal
Quantidade de calor para derreter completamente o gelo-
Q = m.L
Q = 20. 80
Q = 1600 Cal
Calculando a temperatura de equilíbrio térmico-
Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄= 0
mcΔT + 200 + 1600 + mcΔT (gelo derretido) = 0
110. 1. (Tf - 40) + 1800 + 20. 1. (Tf - 0)= 0
110Tf - 4400 + 1800 + 20Tf = 0
130Tf = 2600
Tf = 20°C
Saiba mais sobre o Equilíbrio Térmico em,
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