Question

Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível,
há 200 g de gelo a -20°C. Introduz-se, no calorímetro, água a 20ºC.
O calor latente de solidificação da água é -80 cal/g e os calores
específicos do gelo e da água (líquida) valem, respectivamente,
0,50 cal/g °C e 1,0 cal/g °C.
Calcule o valor máximo da massa da água introduzida, a fim de que,
ao ser atingido o equilíbrio térmico, haja apenas gelo no calorímetro.

Answer 1

Resposta:

resposta = 20g

Explicação:

São três etapas distintas. Como só pode sobrar gelo no calorímetro, primeiro a água deve perder calor e sua temperatura diminuir de 20°C até 0ºC (Q1); posteriormente, essa água a 0ºC solidifica (Q2) e o gelo deve receber calor e aumentar sua temperatura de -20°C até 0ºC (Q3).

Q1 + Q2 + Q3 = 0

m · 1 · (–20) + m · (–80) + 200 · 0,5 · 20 = 0 ? m = 20 g.