Question

Em uma garrafa térmica, são colocados 400 g de água à temperatura de 30° C e uma pedra de gelo de 100 g, à temperatura de –10 °C. Faça cálculos e responda (por extenso) o que acontece até que o equilíbrio térmico seja alcançado. Note e adote: calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g; calor específico do gelo = 0,5 cal/g °C; calor específico da água = 1,0 cal/g °C.

Answer 1

Resposta:

• A água vai esfriar e o gelo vai derreter totalmente.

• Tf = 7,8 ºC

Explicação:

• Esse exercício é sobre calorimetria.

• Calor é energia térmica em trânsito que só aparece quando existe uma diferença de temperatura, e sempre ocorre do objeto (ou substância) mais quente para o mais frio.

• As trocas de calor tem dois efeitos práticos nos objetos ou substâncias: mudança de temperatura e mudança de estado.

• Quando há mudança de temperatura, dizemos que foi fornecido calor sensível. Podemos calcular o calor sensível da seguinte forma:

        -----------------------------------------------

        $\boxed{\mathsf{Q=m\cdot c \cdot \Delta T}}$

        onde:

        m = massa;

        c = calor específico;

        ΔT = variação de temperatura.

        -----------------------------------------------

• Quando há mudança de estado, por exemplo, do sólido para o líquido, dizemos que foi fornecido calor latente. Podemos calcular o calor latente assim:

        ------------------------------------------------------------------------

        $\boxed{\mathsf{Q=m\cdot L}}$

        onde:

        m = massa;

        L = calor latente (pode ser de fusão, vaporização,

              etc. depende da  situação)

       -------------------------------------------------------------------------

Sem mais delongas, bora pra solução!

Solução:

A água e o gelo dentro da garrafa térmica vão trocar calor entre si. A água, por estar mais quente, vai ceder calor ao gelo. O gelo, por sua vez, vai receber calor da água. A água vai esfriar e o gelo aquecer até certo ponto e depois derreter (mudar de estado). Após um certo tempo, a substância homogênea formada atingirá uma temperatura fixa chamada de temperatura de equilíbrio.

* Cálculo da temperatura de equilíbrio:

A soma dos calores trocados deve ser igual a zero:

$\mathsf{Q_{(agua)}+Q_{(gelo)}=0}\\\\\mathsf{m_a\cdot c_a \cdot \Delta T+m_g \cdot c_g \cdot \Delta T + m_g \cdot L=0}\\\\\mathsf{400\cdot1\cdot (T_f-30)+100\cdot(0,5)\cdot (T_f+10)+100\cdot80=0}\\\\\mathsf{400\cdot T_f-12000+50\cdot T_f+500+8000=0}\\\\\mathsf{450\cdot T_f= 3500}\\\\\therefore \boxed{\mathsf{T_f=7,8\,^oC}}$

Conclusão: no final, teremos 500 g de água fria à temperatura de 7,8 º C.

Continue aprendendo com o link abaixo:

Equilíbrio Térmico

https://brainly.com.br/tarefa/29085547

Bons estudos! =D

Equipe Brainly