qual a quantidade de calor necessária para que 100 gramas de gelo a -10°C, a nível do mar, vire 100 gramas do vapor de água a 100°C?
a) 100.000 cal
b)72.500 cal
c)60.000 cal
d)2000.000 cal
e)20.000v cal
Soluções para a tarefa
Resposta:
Q1 = 0,1 . 10 . 0,5
Q1 = 0,5J
Q2 = 80. 0,1
Q2 = 8J
Q3 = 100 . 0,1 . 1
Q3 = 10J
Q4 = 540. 0,1
Q4 = 54J
Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 0,5 + 8 + 10 + 54 = 72,5J
Explicação:
São 4 as transformações que ocorrem nesse processo.
A primeira transformação é definida pela quantidade de energia necessária para aumentar a agitação das moléculas de água. Assim, utilizamos a fórmula convencional da calorimetria
Q = m . c . T
Q = quantidade de calor (em cal)
m = massa (em kg)
c = calor específico (cal/kg.ºC não precisa decorar esse absurdo)
T = variação da temperatura
O calor específico do gelo vale 0,5 - isso é determinado experimentalmente.
Desse modo, quando atingimos o ponto de fusão (que exige uma variação de 10 graus na temperatura), não precisamos mais aumentar o grau de agitação molecular, mas sim dar energia às moléculas para que possam rearranjar-se espacialmente. Nesse caso há uma outra expressão que determina valores próximos dos reais para que o processo ocorra, ela é dada por
Q = m . L
L = calor latente - O calor latente da água no ponto de fusão é 80 e da água 540.
Nos processos Q3 e Q4 eu apenas repeti o procedimento. Lembrando que o calor específico da água vale 1 - do gelo é menor.
Caso você esteja muito confuso em relação a esses termos, vale a pena dar uma revisada no assunto, procura por uma vídeo-aula, tentar outros exercícios, etc. Porque como esse é um conteúdo bastante teórico, você não vai conseguir me entender bem se não estiver afiado com os termos citados.