Determine quantas calorias são necessárias para transformar (28) g de gelo a -20°C em vapor d’água a 110°C.
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Resposta:
21000 cal
Explicação:
Devemos resolver esse problema por etapas. Em cada etapa obtemos a quantidade de calorias para fazer cada processo e, no final, vamos somar tudo.
Dados:
m = 28 g (massa)
c = 1 cal/g.ºC (valor para a água)
Lf = 80 cal/g (calor latente de fusão)
Lv = 540 cal/g (calor latente de vaporização)
ΔT = variação de temperatura
1. Aquecer o gelo (-20 ºC => 0 ºC)
Q = m.c.ΔT
Q = 28.1.(0 - (-20))
Q = 28.20
Q = 560 cal
2. Mudança de fase (sólido => líquido)
Q = m.L
Q = 28.80
Q = 2240 cal
3. Aquecer a água: (0 ºC => 100 ºC)
Q = m.c.ΔT
Q = 28.1.(100 - 0)
Q = 2800 cal
4. Mudança de fase (líquido => vapor)
Q = m.L
Q = 28.540
Q = 15120 cal
5. Aquecer o vapor (100 ºC => 110 ºC)
Q = m.c.ΔT
Q = 28.1.(110 - 100)
Q = 28.1.10
Q = 280 cal
O calor total necessário é a soma de todas as etapas:
Qtotal = 560 + 2240 + 2800 + 15120 + 280
Qtotal = 21000 cal