Podem fazer a resolução dessa questão?
Misturam-se 200g de água a 20ºC com 800g de gelo a 0ºC. Admite-se que há troca de calor apenas entre a água e o gelo. (Dados: calor latente de fusão de gelo = 80 cal/g; calor específico da água = 1,00 cal/gºC)
a) Qual será a temperatura final da mistura?
b) Qual será a massa final de líquido?
Soluções para a tarefa
Para resolver este problema primeiro precisamos perceber que o gelo será derretido pois este já está na temperatura de fusão, e este derreterá até atingir o equilíbrio térmico, ou seja até a água atingir 0ºC ou o gelo derreter por inteiro antes disso. Logo, calcula-se a quantidade de calor necessária para os dois fenômenos:
Q1 = m*c*∆T (resfriamento da água)
Q1 = 200*1*(0-20)
Q1 = -4000 cal
Q2 = m*L (derretimento do gelo)
Q2 = 800*80
Q2 = 64000 cal
Como é necessário maior energia para derreter o gelo, podemos afirmar que a temperatura final da mistura é de 0ºC.
b) Para determinar quanto de gelo foi derretido faremos que toda o calor da água foi transferido para o gelo assim:
Q1 = md*L
4000 = md*80
md = 50g
Assim, 50g de gelo foi derretido, logo a massa liquida final é:
mf = 200+50
mf = 250g
Espero ter ajudado ;)
a) A temperatura final da mistura é 0°C.
b) A massa final de líquido equivale a 250 gramas.
O calor sensível é aquele que provoca uma variação na temperatura. Para calcular o calor sensível perdido ou absorvido pelo corpo usamos a fórmula abaixo -
Q = mcΔt
O calor latente é o calor que, ao ser fornecido ou retirado de um corpo, provoca uma mudança de estado físico.
Podemos calcular o Calor Latente por meio da seguinte equação -
Q = mL
As trocas de calor ocorrerão de forma que todo o calor cedido pela água será absorvido pelo gelo.
∑Q = 0
Para derreter o gelo completamente-
Q = m.L
Q = 800. 80
Q = 64000 Cal
Quantidade de calor cedida pela água até chegar a 0°C-
Q₂ = mcΔT
Q₂ = 200. 1. 20
Q₂ = 4000 Cal
A temperatura de equilibrio será igual a zero e o gelo não será completamente derretido.
Quantidade de gelo derretida-
Q₂ = m.L
4000 = m. 80
m = 50 gramas
Massa total de líquido-
M = 200 + 50
M = 250 gramas
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