Determine que quantidade de massa de água irá permanecer no estado sólido sabendo que serão colocados 2kg de gelo a 0°c em um calorímetro juntamente com 1000g de água a 100°c
Dados:
Calor específico da água = 1cal/g°c
Calor latente de fusão da água = 80cal/g
Soluções para a tarefa
Olá! Espero ajudar!
O equilíbrio térmico ocorre quando os dois corpos atingem a mesma temperatura. A transferência de calor é sempre do corpo mais quente para o corpo mais frio. Em um calorímetro, toda a energia térmica é transferida de um corpo para o outro, de modo que a quantidade de calor cedida é igual à quantidade de calor recebida.
Qced = Qrec
Para ocorrer a fusão de todo o gelo a quantidade de calor recebida deveria ser de =
Q = mL
2000·80 = Q
Q = 160.000 J
A quantidade de calor que 1000 g de água a 100°C pode ceder até 0°C é de -
Q = mcΔT
Q = 1000·1·(0 - 100)
Q = - 100.000 J
Ou seja, a água só pode ceder 100.000 Joules, então parte do gelo não derreterá e o equilíbrio térmico se dará à 0°C.
Para saber a massa de gelo que sobrou calcularemos a massa de gelo que derreteu com o calor cedido.
Q = mL
100.000 = m·80
m = 1250 gramas de gelo derreteram.
2000 - 1250 = 750 gramas
Sobrarão 750 gramas de gelo.