Question

FÍSICA CALORIMETRIA!!!!!
Um pedaço de gelo a 0°C é colocado em 200g de água a 30°C, num recipiente de capacidade térmica desprezível e isolado termicamente. O equilíbrio térmico se estabelece em 20°C. O Calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g e o calor específico da água é 1,0 cal/g°C.

A massa do pedaço de gelo usado no experimento é:

Answer 1

Olá! Primeiro vamos analisar o que acontece com o gelo:

Gelo a 0ºC --- fusão ---> água a 0ºC -----> água a 20ºC

Perceba que o gelo virou água após a fusão (calor latente) e depois, ao entrar em equilíbrio com a água no calorímetro, atingiu 20ºC (calor sensível)

> Agora vamos analisar a água:

água a 30ºC ---- "resfriamento", por entrar em contato com o gelo, ---> água a 20ºC 

(aqui só utilizaremos o calor sensível, pois não houve mudança de estado)

> Agora o raciocínio para responder é que a soma de todos os calores envolvidos no processo deve ser igual a zero, então:

calor latente de fusão do gelo + calor sensível da água (essa água é a que "era gelo") + calor sensível da água (essa água é a que "resfriou") = Zero

> 1º Calor latente de fusão do gelo

Q = m x L
Q = m x 80 = 80m

> 2º Calor sensível (1)

Q = mcΔt
Q = mx1x(20 - 0) = 20m

> 3º Calor sensível (2)

Q = mcΔt
Q = 200x1x(20-30) = -2000

> Agora é só juntar tudo

80m + 20m + (-2000) = 0
100m = 2000
m = 20g de gelo

Espero ter ajudado!