Question

Em uma garrafa térmica de capacidade calorífica de 60 cal/°C, há m gramas de água a 20°C, em equilíbrio térmico com o recipiente. Nesse sistema são adicionados 500g de gelo a -20°C. Desprezando-se eventuais trocas de calor com o meio exterior, determine a quantidade máxima de água para que, no equilíbrio térmico, haja apenas gelo no interior da garrafa.

Answer 1

A quantidade máxima de água equivale a 38 gramas.

O Calor específico é um valor característico de cada substância que nos informa a quantidade de calor que uma unidade de massa precisa perder ou ganhar para que sua temperatura variar em uma unidade.  

Para calcular o calor sensível utilizamos a seguinte equação -

Q = mcΔT

As trocas de calor ocorrerão de forma que o calor cedido será igual ao calor recebido-

∑Q = 0

CΔT + mcΔT(água) + mcΔT(gelo) - mL (água)= 0

60. (0 - 20) + m. 1. (0 - 20) + 500. 0,5. (0 + 20) - 80. m = 0

-1200 - 20m + 5000 - 80m = 0

100m = 3800

m = 38 gramas