Question

Qual será a quantidade de calor para a água suba de -35°C para 70°C.
Gelo=80cal/g
Clíq=1cal/g°C
Cgelo=0,5cal/g°C
m=100g

Answer 1

Resposta:

Q=16.750cal ou 16,75kcal

Explicação:

No problema em questão, passamos por 3 etapas: aquecimento do gelo, fusão do gelo e aquecimento da água.

1- Para a primeira etapa, temos que o gelo irá receber calor até chegar a 0°C. Assim, temos que a quantidade de calor será:

Q1=m.c.ΔT, onde Q é a quantidade de calor, m a massa, c o calor específico do gelo e ΔT a variação da temperatura

Q1=100. 0,5cal/g°C . (0-(-35))°C

Q1=1750cal

2-Na segunda etapa, o gelo irá se fundir em água. Não há mudança de temperatura. A quantidade de calor é dada por:

Q2=m.L, onde L é o calor latente de fusão

Q2=100g. 80cal/g

Q2=8000 cal

3- A terceira etapa consiste em aquecer a água até 70°C. O calor específico da água é 1 cal/g°C. Para isso, temos:

Q3=m.c.ΔT

Q3=100g. 1cal/g°C . (70-0)°C

Q3=7000cal

Para encontrarmos a quantidade final de calor, basta somar as 3 etapas. Logo:

Q=Q1+Q2+Q3

Q=1750+8000+7000

Q=16.750cal ou 16,75kcal

Answer 2

A quantidade de calor será de 16750 caℓ ou 16,75 Kcaℓ

Dados

ti= -35 ºC

tf= 70 ºC

∆ϴ₁= 0 ºC - (-35 ºC) = 35 ºC  

∆ϴ₂= 70 ºC - 0 ºC) = 70 ºC      

c = 0,5 caℓ/g * °C  (calor específico do gelo)

c = 1,0 caℓ/g * °C  (calor específico da água)

Lf = 80 caℓ/g  (calor latente de fusão)

m= 100 g

Lembre que:

- calor sensível: não há mudança de estado físico ==> Q = m*c*∆ϴ

- calor latente: há mudança de estado físico ==> Q = m * Lf

- cálculo da quantidade de calor (Q₁) necessária para elevar a temperatura do gelo de -35 ºC a 0 ºC (0 ºC= PF do gelo)

Aplicar:  Q = m*c*∆ϴ onde Q= quantidade de calor, m= massa, c= calor específico, ∆ϴ= variação da temperatura

$Q_1= 100~g*0,5~ca\ell/g/^{0}C*35~^{0}C \\ \\ Q_1= 1750~ca\ell$

- cálculo da quantidade de calor (Q₂) necessária para transformação do gelo do estado físico sólido para líquido (t= constante)

Aplicar:  Q = m * Lf onde Q= quantidade de calor, m= massa, Lf= calor latente de fusão

$Q_2=100~g*80~ca\ell/g\\ \\ Q_2=8000~ca\ell$

- cálculo da quantidade de calor necessária para elevar a temperatura da água líquida de 0 ºC até 70 ºC

Q = m*c*∆ϴ

$Q_3=100~g*1,0~ca\ell/g/^{0} C*70~^{0} C\\ \\ Q_3=7000~ca\ell$

- cálculo da quantidade total de calor requerida pelo sistema

$Q= Q_1+Q_2+Q_3\\ \\ Q=1750+8000+7000\\ \\ Q=16750~ca\ell\\ \\ Q=16,75~Kca\ell$        

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