Numa experiência para demonstrar princípios de calorimetria, um estudante fez o seguinte procedimento: colocou 100g de água, na forma de gelo, a 0°c, num recipiente vazio, e o aqueceu até obter água a 10°c. Na sequência, ele removeu aquela quantidade de água do recipiente e colocou novamente 100g de água, só que agora líquida, a 0°c, no recipiente vazio, é forneceu a mesma quantidade de calor utilizada na etapa anterior, Sabe-se que, no local, água congela a 0°c, o calor parêntese fusão da água vale L=80cal/g, e o calor específico da água (tomado como constante em toda a faixa de temperatura da experiência) vale c=1cal/g °c. Além disso, desprezam-se todas as perdas de calor para o ambiente, é a capacidade térmica do recipiente também deve ser deprezada. Considerando esses dados, determine a temperatura final da massa de água após a segunda etapa
Soluções para a tarefa
Calculando a temperatura final do gelo, que irá sofrer fusão:
Calculando a temperatura final no segundo experimento:
Bons estudos!
A temperatura final da massa de água após a segunda etapa foi de 90°C.
A quantidade de calor para mudar o estado físico de uma substância é dada pela equação:
Q = m.L
A quantidade de calor para aumentar ou diminuir a temperatura de uma substância é dada pela equação:
Q = m.c.Δθ
Sendo m a massa da substância, c seu calor específico, L seu calor latente e Δθ a variação de temperatura.
Na primeira etapa, a água estava na forma de gelo, então precisou mudar de estado físico com a seguinte quantidade de calor:
Q = 100.80
Q = 8000 cal
Em seguida, ela foi aquecida até 10°C utilizando a seguinte quantidade de calor:
Q = 100.1.(10-0)
Q = 1000 cal
O total de calor fornecido nesta etapa foi de 9000 cal.
Na segunda etapa, a água já estava na forma líquida, logo, ao fornecer 9000 cal de calor, temos que sua temperatura final foi:
9000 = 100.1.(T - 0)
9000 = 100.T
T = 90°C
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