Question

Num dia quente, uma pessoa pretende tomar um copo de agua bem gelada.Para isso, coloca num recipiente termicamente isolado? e de capacidade termica desprezivel, 1000g de agua a 15°C e 200g de gelo a -6°C.O diagrama seguinte ilustra o comportamento da temperatura do gelo ( I ) e da agua (II) em funcao do modulo da quantidade de calor trocada.A agua sofre um resfriamento, e o gelo, um aquecimento ate 0°C ,para em seguida entrar em processo de fusao.(Dados: Cagua=1,0 cal/g .°C; Cgelo= 0,50 cal/g .°C e Lf= 80 cal/g)
Calcule:
a) quantas calorias a agua cedeu ate chegar a 0°C?
b) quantas calorias o gelo deveria receber para fundir integralmente?
c)qual a temperatura de equilibrio termico desse sistema?
d) qual é a massa do gelo remanescente quando o sistema atinge o equilibrio térmico?
e) qual é a massa da agua (liquida) no equilibrio termico?

Answer 1

água : Q1=1000.1.(Tf-15) = 1000.Tf - 15000

gelo: Q2=200.0,5.(Tf-(-6)) = 100Tf + 600

gelo: supondo fusão parcial do gelo , logo Tf= 0ºC ( temperatura de equilíbrio de água + gelo) --->

Q3=m.Lf = m.80 , m= massa gelo derretido


princípio da conservação de calor ---> Q1+Q2+Q3=0 ---> -15000 + 600 +m.80 =0 ---> m=180g < 200g

logo a temperatura de equilíbrio = 0ºC ( água+ gelo)