Question

Em um sistema termicamente isolado foram misturados 200g de gelo a -20°C com 100g de água a 80°C. Descreva o sistema na situação de equilíbrio térmico.​

Answer 1

Primeiro, devemos ver se a água irá congelar,se o gelo irá derreter ou se o equilíbrio se estabelecerá com gelo e água a 0 graus.Para isso, fazemos as situações em que o gelo sobe de temperatura até 0 graus e a água perde temperatura também a zero graus usando a fórmula de quantidade de calor sensível:

$Qg=200.0,5.20\\Qg=2000Cal$

$Qa=100.1.(-80)\\Qa=-8000Cal$

Percebe-se que a água pode fornecer calorias suficientes para elevar a temperatura do gelo até 0 graus, veremos agora se ela pode derreter totalmente esse gelo,usando a fórmula de quantidade de calor latente:

$Qg_2=200.80\\Qg_2=16000Cal$

Apesar da água dar energia suficiente para elevar o gelo até 0 graus, ela não possui energia para derrete-lo totalmente, estabelecendo-se um equilíbrio com água e gelo a 0 graus celsius.