Qual massa de água a 10c devemos colocar em contato com 20g de gelo a 0c para que todo gelo se transforme em água 0c
Soluções para a tarefa
Resposta:
A massa de água que deve ser fornecida ao gelo, que se encontra à temperatura de 0 ⁰C, para que se transforme completamente em água, a 0 ⁰C, é de 160 gramas.
Por favor, acompanhar a Explicação.
Explicação:
O objetivo da Tarefa envolve determinar os calores latente e sensível, que são quantidades de energia utilizadas para a transformação ou a mudança de estado e para a alteração de temperatura, respectivamente, por um elemento ou corpo.
Para tanto, seriam necessários os dados referentes ao calor específico da água e ao calor latente de fusão do gelo.
Os dados da Tarefa são:
- massa de gelo (Mg) = 20 gramas;
- temperatura inicial da água (Ti) = 10 ⁰C;
- temperatura final da água (Tf) = 0 ⁰C.
A variação da temperatura (Tf - Ti) corresponde a:
Tf - Ti = 0 - 10 = -10
- variação de temperatura (Vt) = -10 ⁰C.
Os dados que foram trazidos, não apresentados no enunciado da Tarefa:
- calor específico da água (c) = 1,0 caloria por grama por grau Celsius;
- calor latente de fusão do gelo (Lf) = 80 calorias por grama.
A quantidade de calor fornecida pela água é o calor sensível, onde não há mudança de estado físico da matéria ou do elemento, mas sim mudança de temperatura, pois a água passará da temperatura 10 ⁰C para a temperatura de 0 ⁰C, que será a temperatura de equilíbrio, sem sofrer transformação ou fusão.
A quantidade de calor recebida pelo gelo é o calor latente, que corresponde à quantidade de calor recebida pelo gelo para a mudança do estado físico do gelo, sem alteração da temperatura.
Vamos fazer os cálculos das quantidades de calor:
- Quantidade de Calor (Calor Sensível) para a diminuição da temperatura da água, de 10 ⁰C para 0 ⁰C:
Q = m×c×VT
Q = m×1,0×(-10)
Q = m×-10
Q = -10m
Como podemos observar, o valor da quantidade de calor sensível da água é negativo, o que significa dizer que a água cedeu energia. Assim, será utilizado o seu valor absoluto ou valor em módulo:
|Q| = |-10m| = 10m
- Quantidade de Calor (Calor Latente de Fusão) para a fusão do gelo:
Q = Mg×Lf
Q = 20×80
Q = 1600 calorias
- Quantidade de Calor (Calor Sensível) para a queda da temperatura da água, de 10 ⁰C para 0 ⁰C = Quantidade de Calor (Calor Latente de Fusão) para a fusão do gelo
10m = 1600
m = 1600÷10
m = 160 gramas
A massa de água que deve ser fornecida ao gelo, que se encontra à temperatura de 0 ⁰C, para que se transforme completamente em água, a 0 ⁰C, é de 160 gramas.