Question

qual a temperatura de equilibrio térmico de uma mistura de 200g de água a 90 ºC com 40g de gelo a -10 ºC?( use calor específico de gelo 0,5cal/g ºC?). me ajudem

Answer 1

Supondo que o sistema em que ocorre a troca de calor entre o gelo e a água líquida seja fechado, então não há perda de calores. Assim:

$\sum Q=0$

Desse modo, dado que enquanto gelo, o calor relacionado a sua mudança de temperatura é dado por:

$Q_g=m_gc_g\Delta T_g$

Onde vamos considerar $c_g=0,5cal/g^oC$. Já durante a fusão, temos:

$Q_f=m_gL_f$

Onde vamos considerar $L_f=80cal/g$. E para a mudança de temperatura da água líquida:

$Q_l=m_lc_l\Delta T_l$

Onde $c_l=1cal/g^oC$

Assim, denotando como $Q_{l-g}$ o calor transferido para o gelo após fusão:

$\sum Q= Q_g+Q_f+Q_{l-g}+Q_l$

$\Rightarrow 40\times 0,5\times (0-(-10))+40\times 80+40\times 1\times (T-0) +200\times 1\times (T-90)=0$

$\Rightarrow 200+3200+40T+200T-18000=0$

$\Rightarrow 240T=14600$

$\boxed{T=60,83^oC}$

Importante notar que no equilíbrio, o sistema será composto de 240g de água liquida a 60,83°C.

Espero ter ajudado!