Em um calorímetro adiabático, são colocados 50 g de gelo a 0°C e 10 g de água a 30°C. Sobre a troca de calor que ocorre com a mistura (água + gelo) que se encontra no calorímetro após o equilíbrio térmico, é correto afirmar que:
(DADOS: c (água) = 1 cal/g.°C ; L(fusão-gelo) = 80 cal/g)
A) a mistura chega ao equilíbrio a uma temperatura de 10°C.
B) após o equilíbrio térmico, todo o gelo foi transformado em água.
C) a mistura chega ao equilíbrio térmico a uma temperatura de 0°C.
D) ao final do processo, toda água foi transformada em gelo e, então, todo o gelo foi resfriado a uma temperatura de -10 °C.
Soluções para a tarefa
Resposta:
Letra C
Fórmulas:
Q = m * c * ΔT (quando a temperatura sobe)
L = Q/m (quando muda de estado)
Dados:
50g gelo -- 0ºC
10g água -- 30ºC
Resolução:
O gelo vai "tomar" uma quantidade de calor da água a fim de chegar ao equilíbrio;
Para se transformar completamente em água ele precisará de uma quantidade de calorias determinada por:
L = Q/m --> 80 = Q/50 --> Q = 50*80 = 4000 cal
Mas será que a água tem todas essas calorias para ceder ao gelo antes que ela mesma vire gelo?
Q = m * c * ΔT --> Q = 10 * 1 * 30 --> Q = 300 cal
Verificamos que o gelo, que precisa de 4000 cal tem disponível somente 300.
Com isso, podemos dizer que o gelo não irá derreter mas a água irá virar gelo.
Assim, temos como correta a alternativa C.
(A D está incorreta pois a temperatura de equilíbrio deve estar entre as temperaturas iniciais dos dois corpos, ou ser igual a uma delas: Poderia ser 0ºC ou estar entre 0 e 30ºC)