Para determinar o calor latente de fusão do gelo (LF), colocam- se 42 g de gelo a 0° C em um vaso adiabático que contém 120 g de água a 100° C . A temperatura final de equilíbrio térmico
foi de 53,3°C . Qual o valor encontrado par a o LF ?
Soluções para a tarefa
O calor Q cedido ou recebido por um corpo devido à variação na temperatura é dado por:
Q = m.c.Δθ
Onde "m" representa a massa do corpo, "c" representa o calor específico do corpo e "Δθ" representa a variação de temperatura.
Caso o corpo sofra mudança de estado, o calor envolvido na mudança de estado é dado por:
Q = m.L
Onde "m" é novamente a massa do corpo e "L" é o calor latente.
Vamos chamar de Q1 o calor recebido pelo gelo e de Q2 o calor cedido pela água a 100 °C.
Montando o balanço de energia no vaso adiabático, temos:
Q1 + Q2 = 0
Como a temperatura de equilíbrio é 53,3 °C, podemos concluir que o bloco de gelo, além de ter sua temperatura aumentada, sofreu uma mudança de estado, passando do estado sólido para o estado líquido. Por outro lado, a água que estava inicialmente a 100 °C teve sua temperatura diminuída, mas não sofreu mudança de estado.
Portanto, o calor Q1 do gelo será:
Q1 = m1.LF + m1.c.Δθ
Q1 = 42LF + 42.1.(53,3 - 0)
E o calor Q2 da água que estava inicialmente a 100 °C será:
Q2 = m2.c.Δθ
Q2 = 120.1.(53,3 - 100)
Aplicando o balanço de energia:
Q1 + Q2 = 0
42LF + 42.1.(53,3 - 0) + 120.1.(53,3 - 100) = 0
42LF + 2238,6 - 5604 = 0
42LF - 3365,4 = 0
LF = 3365,4/42
LF = 80,1 cal/g
Espero ter ajudado.