Question

Determine a quantidade de calor que se deve fornecer a 300g de gelo a -20ºC para transformá-lo em vapor a 130ºC. Esboce a curva de aquecimento do 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

Answer 1

Explicação:

Vamos pensar por etapas. Tendo 300g de gelo a -20ºC, este primeiro precisa chegar a 0ºC, passar para o estado líquido, subir mais 100ºC, ir para o estado gasoso e depois chegar aos seus 130ºC.

Existem dois "tipos de calores". O latente e o sensível

O calor latente é aquele que muda o estado físico de uma substância, quando ela chega na sua temperatura de fusão/solidificação/evaporação

Já o sensível é o calor necessário, em dado estado físico, para alterar 1g da substância em 1ºC

QL =m.L

Qs = m.c.T

Primeiramente, o Calor Sensível/Específico do gelo é de 0,5

Jogando na fórmula, ficaria

Qs1 = 300.0,5.20

300g, 0,5 é o C.Específico e 20 é a variação de temperatura desejada

Qs1 = 3000 cal

Para passar cada grama de gelo pro estado líquido e vice-versa, são necessárias 80 cal

QL1 = 300.80

QL1 = 24000 cal

Para subir 100ºC e atingir a T. de Ebulição é necessário usar novamente o C.Sensível

Qs2 = 300.1.100

Dessa vez, com a mesma massa, o calor específico da ÁGUA agora é de 1 cal/g.ºC, vezes a variação de 100 graus

Qs2 = 30000 cal

Agora, pra passar essa água já na T. de Ebulição, precisamos do Calor Latente de novo

QL2 = 300.540

Dessa vez, 540cal/g

QL2 = 162000 cal

E, por último, para subir mais 30º o vapor, usamos o Calor Sensível (o C.S do gelo é igual ao do vapor, 0,5)

Qs3 = 300.0,5.30

Qs3 = 4500 cal

Para descobrir as calorias totais necessárias, basta somar Qs1, Qs2, Qs3, QL1 e QL2

Qt = 3000 + 30000 + 4500 + 24000 + 162000

Qt = 223500 cal

É isso! Boa tarde!