determine a quantidade de calor que se deve fornecer a 100g de gelo a -10oc para transformá-lo em vapor a 110oc. esboce a curva de aquecimentodo processo. dados: calor específico da água = 1,0 cal/g °c — calor específico do gelo = calor específico do vapor=0,5 cal/g °c — calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g — calor latente de vaporização da água=540cal/g
Soluções para a tarefa
Olá,
essa é uma questão sobre Calorimetria - trocas de calor com mudança de estado.
A quantidade de calor sensível recebida ou cedida por um corpo pode ser calculada através da seguinte fórmula:
Q = m . c . ΔT
Sendo:
Q - quantidade de calor sensível (J ou cal)
m - massa do corpo (kg ou g)
c - calor específico (J/kg.ºC ou cal/g.ºC)
ΔT - variação de temperatura (ºC) (Tfinal - Tinicial)
Alguns conceitos são importantes para a resolução do problema proposto, saiba que:
* Durante os processos de transformação de estado, fusão e vaporização, a temperatura se mantém constante (0 ºC na fusão e 100 ºC na vaporização). Isso se dá devido a que a energia térmica cedida ao gelo é utilizada apenas para que ocorra a conversão em água líquida e da água líquida apenas para convertê-la em vapor.
* Alguns dados, que são conhecidos, necessários para a resolução:
calor específico da água = 1,0 cal/g°C
calor específico do gelo = calor específico do vapor = 0,5 cal/g°C
calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g
calor latente de vaporização da água = 540 cal/g
Resolução:
Um bloco de gelo passará por várias mudanças de estado até se transformar totalmente em vapor de água.
1) Aquecimento do gelo
Q = m . c . ΔT
Q = 100 . 0,5 . (0 - (-10))
Q1 = 500 cal
2) Fusão do gelo (não há variação de temperatura!)
Q2 = 100 . 80
Q2 = 8000 cal
3) Aquecimento da água
Q3 = 100 . 1 . (100 - 0)
Q3 = 10000 cal
4) Vaporização da água (não há variação de temperatura!)
Q4 = 100 . 540
Q4 = 54000 cal
5) Aquecimento do vapor da água
Q5 = 100 . 0,5 . (110 - 100)
Q5 = 500 cal
Finalmente,
Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5
Qtotal = 500 + 8000 + 10000 + 54000 + 500
Qtotal = 73000 cal ou 73 kcal
Bons estudos!