Question

Em um recipiente fechado é misturado 50g de gelo a -20°C com 350g de vapor a 120°C. Qual a temperatura e o estado final da mistura?

Answer 1

Imagine que estes 50g de gelo se transformasse em água a 100°C.
A energia necessária seria:
Q= mc/\ø + m.L
Q= 50.0,5.20 + 50.80 + 50.1.100
Q= 9500cal

Agora imagine que o vapor se esfriasse até 100°C
Q= mc/\ø
Q= 350.(0,5)(-20)
Q= -3500 cal
Essa energia perdida para o gelo ainda não seria o suficiente para o gelo chegar aos 100°C, ainda está faltando 6000cal para chegarmos nas 9500cal.
Assim o vapor a 100°C ainda cederia mais energia ao gelo derretido, provocando uma liquefação parcial, pois se o todo o vapor se liquefizesse cederia Q=m.c/\ø
Q=350.(-540)
Q= -189000cal


Então o gelo esquentou até 0°C, se fundiu e aqueceu até 100°C.
Já o vapor esfriou até 100°C e uma parcela se liquefez.

Assim, no final das trocas de calor, temos água e vapor a 100°C.

Abraço