Question

Têm-se 200g de gelo a -20ºC. Qual a quantidade de calor que se deve fornecer ao gelo para que ele se transforme em água a 20ºC?

C (gelo)= 0,5 cal/g
C (água) = 1 cal/g
L f= 80 cal/g

Answer 1

( -20 °C [sólido] ) ------> ( 0 °C [sólido] ) -----> ( 0 °C [líquido] ) ------> ( 20 °C [líquido] )

Calculando a quantidade de calor 1:

-20 °C (sólido) ---> 0 °C (sólido). Como não houve mudança de estado físico (veja: permaneceu sólido) usa-se a equação geral da calorimetria. Ou seja, a fórmula Q = m · c · Δt

Logo, dados:

m = 200 g

To = - 20 °C

Tf = 0 °C

c (gelo) = 0,5 cal/g°C

Q1 = ? cal

_

Q1 = m · c · Δt

Q1 = 200 · 0,5 · [ (0 - (-20) ]

Q1 = 200 · 0,5 · [ 0 + 20 ]

Q1 = 100 · 20

Q1 = 2 000 cal

_____

Calculando a quantidade de calor 2:

0 °C (sólido) ---> 0 °C (líquido)

Veja que: houve mudança de estado físico (sólido --> líquido). Daí, usa-se a fórmula Q = m · L

Logo, dados:

m = 200 g

Lf = 80 cal/g

Q2 = ? cal

_

Q2 = m · Lf

Q2 = 200 · 80

Q2 = 16 000 cal

_

Calculando a quantidade de calor 3:

0 °C (líquido) ---> 20 °C (líquido)

Não houve mudança de estado, logo a fórmula é Q = m · c · Δt

dados:

m = 200 g

c (água) = 1 cal/g°C

To = 0 °C

Tf = 20 °C

Q3 = ? cal

_

Q3 = m · c · Δt

Q3 = 200 · 1 · (20 - 0)

Q3 = 200 · 20

Q3 = 4 000 cal

_

Por fim, calculando a quantidade de calor total:

Q total = Q1 + Q2 + Q3

Q total = 2 000 + 16 000 + 4 000

Q total = 22 000 cal ou 22 Kcal.