Question

Que quantidade de calor se exige para que 200 de gelo a -40°c se transforma em vapor de agua a 100°c? Considere o calor latente de vaporização= 540 cal/g

Answer 1

→ Serão necessários 148000 calorias para a vaporização.

Vamos resolver por partes:

I) - 40° C até 0° C.

Para isso, vamos aplicar a seguinte equação de calorimetria:

                            $\huge Q = m\times c \times \Delta T$

Sendo:

Q = Calor fornecido (cal)

m = Massa (g)

c = Calor específico do gelo  = 0,5 cal/g°C

ΔT = Temperatura

∴

$\huge Q_{I} = 200\times 0,5 \times 40\\\\\huge \text { Q_{I} = 4000 cal}$

II) Temos que fornecer mais calor para a passagem do estado físico. Para essas passagens, é preciso aplicar a equação abaixo:

                                  $\huge Q = m\times L_{sol}$

Sendo:

Q = Calor fornecido (cal)

m = Massa (g)

L_sol =  Calor latente do gelo = 80 cal/g

∴

$\huge Q_{II} = 200\times 80\\\\\huge \text { Q_{II} = 16000 cal}$

III) Agora, podemos aplicar novamente a primeira equação, já que não há nenhuma passagem de estado físico. Entretanto, o valor do 'c' muda, porque o calor específico é da água agora, e não do gelo;

Essa fase é do 0° C até 100° C

Obs: Calor específico da água vale 1 cal/g°C.

∴

$\huge Q_{III} = 200\times 1 \times 100\\\\\huge \text { Q_{III} = 20000 cal}$

IV) Por fim, voltamos a equação do calor latente, mas agora aplicando para a vaporização:

                                   $\huge Q_{IV} = m\times L_{vap}$

∴

$\huge Q_{IV} = 200\times 540$

$\huge \text { Q_{IV} = 108000 cal}$

V) Agora é somar todos os 'Qs' e descobrir a quantidade de calor total fornecida para realizar todas essas passagens:

              $\huge Q_{total} = Q_{I} + Q_{II} + Q_{III} + Q_{IV}$

     $\huge Q_{total} = 4000 + 16000 + 20000 + 108000$

                              $\boxed{\boxed{\huge \text { Q_{total} = 148000 calorias}}}$

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→ Espero que tenha ficado claro! Aprenda mais em:

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