Question

Determine a quantidade de calor necessária para transformar 50 g de gelo a -10°C em vapor a 110°C. Dados: calor específico do gelo = 0,55 cal/g.°C; calor específico da água = 1,0 cal/g.°C; calor específico do vapor de água = 0,48 cal/g.°C; calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g; calor latente de vaporização da água = 540 cal/g. *

Answer 1

Resposta:

Cinco etapas de transferência de calor estão envolvidas:

$1.$ Calor ($Q_1$) para elevar a temperatura do gelo de $-10$ºC a $0$ºC;

$2.$ Calor ($Q_2$) para derreter o gelo;

$3.$ Calor ($Q_3$) para elevar a temperatura da água de $0$ºC a $100$ºC;

$4.$ Calor ($Q_4$) para vaporizar a água;

$5.$ Calor ($Q_5$) para elevar a temperatura do vapor de $100$ºC a $110$ºC;

O calor de cada processo pode ser calculado:

$Q_1=m_G*c_G*\Delta T = 50*0,55*(0-(-10)=50*0,55*10 = 275 \ cal$

$Q_2=m_G*L_F=50*80 = 4000 \ cal$

$Q_3=m_A*c_A*\Delta T = 50*1*(100-0) = 5000 \ cal$

$Q_4=m_A*L_V = 50*540 = 27000 \ cal$

$Q_5=m_v*c_V*\Delta T = 50*0,48*(110-100)= 240 \ cal$

O calor total gasto é dado pela soma do calor de todas as etapas:

$Q_{total}=Q_1+Q_2+Q_3+Q_4+Q_5\\Q_{total}=275+4000+5000+27000+240$

$Q_{total}=36515 \ cal$