Question

Oii, boa tarde !!! Preciso de ajuda com essas questões, não tô entendendo de jeito nenhum !!
É só a da 101, não entendi ela

Answer 1

Resposta:

a) 250 g

b) Não.

c) 30,5 kg

Explicação:

a) Vamos ver quanto de calor é necessário retirar para baixar 2 ºC na temperatura da água. Ou seja, ambos água e alumínio estarão à temperatura de 40 ºC (já que a água estava inicialmente a 42 ºC).

$Q = m_{agua}.c_{agua}.\Delta T\\ Q = 1100.1.(40-42)\\ Q = 1100.1.(-2)\\ Q = -2200 \ cal$

Ou seja, precisamos retirar 2200 cal da água.

Vamos ver quanto de massa isso representa no alumínio:

$Q = m_{aluminio}.c_{aluminio}.\Delta T\\ 2200 = m_{aluminio}.0,22.(40-0)\\ 8,8.m_{aluminio} = 2200\\ \\ \bold{m_{aluminio} = 250 \ g}$$\rule{350}{1}$

b) Para haver troca de calor é necessário haver diferença de temperatura.

Quando a água líquida chega a 0º C ela ainda precisaria perder mais energia para se congelar, porém nesse momento ela estará à mesma temperatura do alumínio e portanto não conseguirá transferir calor para ele para mudar para o estado sólido.$\rule{350}{1}$

c) Vamos calcular o total de calor necessário para levar a água para 0 ºC (calor sensível) e depois o total de calor necessário para solidificar a água (calor latente):

$Q_{sensivel} = m.c.\Delta T\\ Q_{sensivel} = 1100.1.(0-42)\\ Q_{sensivel} = -46200 \ cal\\ \\ Q_{latente} = m.L\\ Q_{latente} = 1100.(-80)\\ Q_{latente} = -88000 \ cal$

Obs: Como ele deu o calor latente de fusão, e nós estamos fazendo uma solidificação (processo inverso), devemos inverter o sinal. Por isso usamos -80 em vez de +80.

Então o total de calor que a água precisa perder para virar gelo é:

$Q_{total} = -46200 + (-88000)\\ Q_{total} = -134200 \ cal$

Isso equivale a uma quantidade de alumínio de:

$Q = m_{aluminio}.c_{aluminio}.\Delta T\\ 134200 = m_{aluminio}.0,22.(0-(-20))\\ 134200 = m_{aluminio}.0,22.(20)\\ m_{aluminio}.0,22.(20) = 134200\\ 4,4.m_{aluminio} = 134200\\ m_{aluminio} = 30500 \ g\\ \\ \bold{m_{aluminio} = 30,5 \ kg}$