Fez-se uma cavidade num grande bloco de gelo a 0°C e no seu interior colocou-se um corpo sólido de massa 32 g a 100°C. Estando o sistema isolado termicamente do meio exterior, verificou-se, após o equilíbrio térmico, que se formam 10 g de água também a 0°C. Determine o calor específico do material que constitui o corpo. Considere o calor latente de fusão do gelo 80 cal/g.
Soluções para a tarefa
Resposta:
0,25 cal/g.°C
Explicação:
Analisando:
O bloco de 32g está a 100°C entra em contato com o gelo que está com 0°C. Ao atingir o equilíbrio térmico, vemos que formou-se 10 g de água a 0°C.
Veja que toda energia cedida pelo bloco foi usada mudar a fase de 10 gramas de gelo, pois, quando esses 10 gramas viraram líquido, não houve alteração da temperatura, pois o bloco ficou também com 0°C. (No calor latente, toda a energia é usada para romper as ligações intermoleculares e não para aumentar a energia cinética média das partículas da substancia, que é o que define a temperatura)
Vamos chamar:
Qsb = calor sensível do bloco
Qlg= calor latente do gelo
Como foi visto qualitativamente, todo o calor cedido pelo bloco foi usado para a fusão do gelo. Mostrando isso matematicamente:
Qsb + Qfg = 0
Isso, pois, todo calor que vai ser cedido pelo bloco na forma de calor sensível vai ser adquirido pelo gelo em forma de calor latente, logo sua soma deve ser nula(conservação ode energia)
Qsb = mb . cb. Δθ
Qfg= mg . L
aplicando em : Qsb + Qfg = 0
mb . cb. Δθ + mg . L = 0
32. cb . (0-100) + 80 . 10 = 0
-3200cb + 800 = 0
3200cb = 800
cb= 0,25 cal/g.°C