Sabendo que o gelo tem calor especifico c=0,5cal/g°C, a água tem calor especifico c=1 cal/g°C,o calor latente de solidificação da água L= -80 cal/g e que a temperatura de solidificação da água vale 0°C,calcule a quantidade de calor para:
a)Congelar apenas 30% de 2 litros de água à 20°C; e
b)reduzir a temperatura de meio litro de água de gelo de 30°C até -20°C
Soluções para a tarefa
Resposta:
Vamos primeiro tirar as informações: massa = cada enunciado tem um; calor específico = 1 (água) e 0,5 (gelo); temperatura = cada enunciado tem um; calor latente (água para gelo) = -80
A) Congelar apenas 30% de 2 litros de água à 20°C, ou seja, 30% de 2 litros é 600 ml, e para congelar basta diminuir os 20°C
m= 600ml; c= 1; ΔT = Tf - Ti (0-20), logo, ΔT = -20
Q = m x c x ΔT
Q = 600 x 1 x (-20)
Q = -12000 calorias
Porém é necessário também calcular quando ocorre a transformação da água para o gelo, usando o calor latente:
Q = m x L
Q = 600 x -80
Q = -48000 calorias
Agora só somar o total:
Q1 + Q2 = quantidade de calor necessário
-12000 + -48000
-60000 calorias ao total
B) Vamos tirar as informações: massa = 500 ml; coeficiente = possui dois; temperatura = possui duas
Nesse execício é necessário fazer 3 etapas:
1°) Calcular dos 30°C até os 0°C
Q = m x c x ΔT = Tf - Ti (0-30), logo ΔT= -30
Q = 500 x 1 x -30
Q = -15000 calorias
2°) Agora vamos calcular a transformação da água para o gelo:
Q = m x L
Q = 500 x -80
Q = -40000 calorias
3°) Agora é só calcular o gelo a 0°C para -20°C, lembrando que o coeficiente de dilatação mudou:
Q = m x c x ΔT = Tf - Ti (-20-0), logo ΔT= -20
Q = 500 x 0,5 x -20
Q = -5000 calorias
Agora é só somar os três:
Q1 + Q2 + Q3 = total quantidade de calor necessário
-15000 + -40000 + -5000
-60000 calorias ao total