determine a quantidade de calor que deve ser fornecida a 200g de gelo a -40°C parade obter vapor d'água a 120°C. construa um gráfico que represente a variação da temperatura (eixo das ordenadas) em função da quantidade de calor (eixo das abscissas) recebido pelo gelo. Dados: C gelo= 0,5 cal/g°C C vapor=0,5cal/gC°; Lf=80cal/g; Lv= 540cal/g
Soluções para a tarefa
-40 °C para 0 °C:
Q = mcΔT
Q = 200 . 0,5 ( 0 - ( -40 ) )
Q = 100 . 40
Q = 4000 cal
Fusão do gelo:
Q = m.lf
Q = 200 . 80
Q = 16000 cal
0°C até 100 °C:
Q = mcΔT
Q = 200 . 1 ( 100 - 0 )
Q = 200 . 100
Q = 20000 cal
Vaporização:
Q = m.lv
Q = 200 . 540
Q = 108000 cal
100 °C até 120°C:
Q = mcΔT
Q = 200 . 0,5 ( 120 - 100 )
Q = 100 . 20
Q = 2000 cal
Soma das calorias:
4 000 + 16 000 + 20 000 + 108 000 + 2000
150 000 cal ou 150 kcal
A quantidade de calor a ser fornecida é de 150 000 cal.
Calorimetria
A quantidade de calor pode ser calculada pela equação do calor sensível:
Q = m·c·ΔT
onde:
- m é a massa, em gramas;
- c é o calor específico, em cal/g·°C;
- ΔT é a variação da temperatura, em °C.
Quando o corpo muda de estado físico, utilizamos a equação do calor latente:
Q = m·L
onde:
- m é a massa, em gramas;
- L é o calor latente específico, em cal/g.
Inicialmente, temos 200 gramas de gelo a -40 °C. A quantidade de calor para aumentar a temperatura para 0 °C é:
Q1 = 200·0,5·(0 - (-40))
Q1 = 4000 cal
Para a fusão do gelo, temos:
Q2 = 200·80
Q2 = 16000 cal
Para aumentar a temperatura da água de 0° C para 100 °C:
Q3 = 200·1·(100 - 0)
Q3 = 20000 cal
Para a vaporização da água:
Q4 = 200·540
Q4 = 108000 cal
Para aumentar a temperatura até 120 °C:
Q5 = 200·0,5·(120 - 100)
Q5 = 2000 cal
O total de calor fornecido foi de 150 000 cal.
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