Question

em um calorimetro de capacidade termica desprezivel ha 200g

Answer 1

O valor máximo da massa de água introduzida no calorímetro deve ser de 20 gramas.

Trocas de Calor e Equilíbrio Térmico

Para que haja apenas gelo dentro de calorímetro, a temperatura de equilíbrio térmico deve ser a temperatura de fusão da água (0°C).

Ou seja, a massa de água deverá ceder quantidade de calor suficiente ao gelo para que ela mesma congele e o gelo aumente a sua temperatura até 0°C.

As trocas de calor ocorrerão da seguinte forma-

• Calor recebido pelo gelo para que a sua temperatura seja elevada de  -20°C até 0°C ⇒ Q₁
• Calor cedido pela água para variar a sua temperatura de 20°C até a temperatura de fusão ⇒ Q₂
• Calor cedido pela água até que ela congele ⇒ Q₃

O calorímetro é ideal, ou seja, sua capacidade térmica é desprezível e ele não realiza trocas de calor consideráveis.

Q₁ + Q₂ + Q₃ = 0

m.c. ΔT(gelo) + m.c.ΔT (água) + m.L (água) = 0

200. 0,5. 20 - 20m - 80m = 0

2000 - 100m = 0

m = 20 gramas

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