Question

Num calorímetro, de capacidade térmica desprezível, que contém 60 g de gelo na temperatura de 0°C, injeta-se vapor d’água a (a 100°C), ambos a pressão normal. Quando se estabelece o equilíbrio térmico, há apenas 45 g de água no calorímetro. O calor de fusão do gelo é 80 cal/g, o calor de condensação do vapor d’água é 540 cal/g e o calor específico da água é 1,0 cal/g°C. Calcule a massa do vapor d’água injetado.

Answer 1

Como existem 45g de água , conclui-se que a temperatura de equilibrio ainda é 0ºC pois , toda a massa de gelo ainda não derreteu.

Então a massa de vapor d'agua vai se condensar , e resfriar até 0ºC

Pela fórmula do calor latente :

Q1=m(vapor).L

Q1=m.-540 ( o sinal negativo significa que está cedendo )

Q1=-540m(vapor)

Calor sensivel da massa de vapor :

Q2 =m.c.Δt

Q2 =m.1.(0-100)

Q2=-100m

Calor latente do gelo :

Q3 = M(gelo).L

Q3=M.60

Q3=60M

Pelo principio das trocas :

Q1 + Q2 + Q3= 0

-540m - 100m + 80M = 0

-640m+80M = 0 ( dividindo por 80~ )

-8m+M=0

Só que sabemos da questão que :

m+M=45g

Montando um sistema e resolvendo

-8m + M = 0

-m - M = -45

-9m = -45 m=5g Logo a massa de vapor d'agua injetado vale 5gramas