Question

Em um calorímetro ideal, misturam se 200 g de gelo a 0 °C com 200 g de água a 40°C .. DADOS: calor específico da água= 1,0 cal/g ° C Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g. Determine: a) a temperatura final de equilíbrio térmico da mistura. b) a massa de gelo que se funde.

Answer 1

Olá,td bem?

Resolução:

a)

•                                   $\boxed{Q=m.c.\Delta t}---\boxed{Q_L=m.L_F}$

Onde:

Q=quantidade de calor → [cal]

m=massa → [kg]

c=calor especifico → [cal/g°C]

Δt=varação de temperatura → [°C]

QL=calor latente → [cal]

Lf=calor latente de fusão → [cal/g]

Dados:

Ti,água=40°C

m,água=200g

m,gelo=200g

c=1,0cal/g°C

Lf=80cal/g

Te=?

Temperatura final de equilíbrio térmico:

•                           $T_e=\bigg(\dfrac{m.L_F}{m_A+m_G}\bigg) -T_i\\ \\ \\T_e=\bigg(\dfrac{200*80}{200+200}\bigg)-40\\ \\ \\T_e=\bigg(\dfrac{16.000}{400}\bigg)-40\\ \\ \\T_e=40-40\\ \\ \\\boxed{T_e=0^{\circ}C}$

___________________________________________________

b)

Quantidade de energia liberado pela água em forma de calor:

•                              $Q_1=m.c.\Delta t\\ \\Q_1=(200)*(1,0)*(0-40)\\ \\Q_1=(200)*(-40)\\ \\\boxed{Q_1-8.000cal}$

___________________________________________________

Quantidade de energia necessária para fusão total do gelo:

•                           $Q_2=m.L_F\\ \\ Q_2=(200)*(80)\\ \\\boxed{Q_2=16.000cal}$

 

___________________________________________________

Quantidade de massa de gelo que se funde:

•                           $Q_L=m.L_F\\ \\ isola \to (m),fica:\\ \\m=\dfrac{Q_2-Q_1}{L_F}\\ \\m=\dfrac{16.000-8.000}{80}\\ \\m=\dfrac{8.000}{80}\\ \\\boxed{m=100g}$

Bons estudos!=)

Answer 2

Resposta:

a) T = 0 ºC

b) m = 100 g

Explicação:

Esta questão está relacionada com calorimetria. Este é o ramo da física que estudo o calor.

Nesse caso, trabalhamos com um calorímetro ideal. Este equipamento permite efetuar trocas de calor sem perder ou ganhar energia exterior.

Por isso, podemos utilizar a equação do equilíbrio térmico na primeira questão, onde relacionamos a massa das substâncias, calor latente e temperatura inicial.

Já na segunda questão, devemos calcular a energia liberada e a energia necessária no processo para determinar a massa de gelo que se funde.

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