Question

Para fundir 100g de gelo a 0ºC, precisa-se 8000 cal e, para aquecer de 10ºC 100g de água, precisa-se de 1000 cal. Quantas calorias serão necessárias para transformar 200g de gelo a 0ºC em água a 20ºC?

Answer 1

Formulas da calotimetria:
1ª: Q = m.c.ΔT (essa voce usa quando ha mudanca de temperatura)
2ª: Q = m.L (essa voce usa quando há mudanca de estado fisico)
3ª: Soma dos Q = 0 (Q' + Q" + ... = 0)

Sendo que:
Q = quantidade de calor
m = massa
c = calor especifico do material
ΔT = variacao da temperatura (a temperatura final (Tf) menos a temperatura inicial (Ti) --> ΔT = Tf - Ti)
L = calor latente

Entao voce tem que para fundir (fundir = mudar do estado solido para o liquido) 100 g de gelo que esta inicialmente a 0°C, soa necessarias 8000 cal:
Q = m.L
8000 = 100.L
L = 80 cal/g

E para aquecer de 10° 100g de agua, sao necessarias 1000 cal:
Q = m.c.ΔT
1000 = 100.c.10
c = 1 cal/(g.°C)

Ok voce descobriu que o calor latente de fusao do gelo (L) é 80 cal/g e que o calor especifico da agua (c) é igual 1 cal/(g.°C).

Agora o problema: transformar 200g de gelo que estao inicialmente a 0°C em agua a 20°C:

A primeira coisa a fazer é desenhar o que acontece no sistema:

Gelo a 0° C vai derreter e se transformar em agua a 0°C --> Q'
Agua a 0°C vai aquecer e ficar a 20°C --> Q"

Montando as equacoes:
Q' = m.L
Q' = 200.80
Q' = 16000 cal = 16 kcal

Q" = m.c.ΔT
Q" = 200.1.(20 - 0)
Q" = 4000 cal = kcal

Qt (quatidade de calor total) é a soma dos Q:
Qt = Q' + Q"
Qt = 16000 + 4000
Qt = 20000 cal = 20 kcal

Resposta: 20 kcal