Um cubo de gelo com massa 67 g e a -15 °C é colocado em um recipiente contendo água a 0 °C. Depois de um certo tempo, estando a água e o gelo a 0 °C, verifica-se que uma pequena quantidade de gelo se formou e se agregou ao cubo. Considere o calor específico do gelo 2 090 J/(kg × °C) e o calor de fusão 33,5 × 10 J/kg.
Calcule a massa total de gelo no recipiente, supondo que não houve troca de calor com o meio exterior.
Soluções para a tarefa
2º) Essa quantidade (em massa) pode ser calculada igualando a energia liberada com a recebida:
(Colocando todos os valores em função em gramas ao invés de kg)
•Calor específico(2,09J/g.°C).massa de gelo (67g).diferença de temperatura (-15-0)=massa.calor de fusão (0,335J/g)
•2,09.67.15/0,335=m
3º) Resolvendo-se a expressão anterior, tem-se:
6270g.
4º) Soma-se à massa inicial a massa de gelo formada: 67+6270=6337g.
A massa total de gelo no recipiente é de 73,27 gramas.
Calor Sensível e Calor Latente
A quantidade de calor total necessária para que o gelo varie de -15°C até 0°C será calculada utilizando a fórmula adequada ao Calor Sensível.
O calor sensível será aquele que aumentará a temperatura do gelo de - 15°C até 0°C que é a temperatura de equilíbrio.
Q = mcΔt
Onde,
- m = massa do corpo
- ΔT = variação da temperatura
- c = calor específico do corpo
Assim, temos-
Q = m.c.ΔT
Q = 0,067. 2090. 15
Q = 2100,45 Joules
Para o gelo derreter, a água que estava a 0°C teve que ceder a quantidade de calor acima calculada. Como ela já estava na temperatura de fusão, parte da água irá congelar.
Para calcular a massa de água que irá congelar e se agregar ao gelo, utilizaremos a fórmula do Calor Latente
Q = mL
Onde,
- m = massa do corpo
- L = calor latente do corpo
Assim,
Q = m.L
2100,45 = m. 33,5. 10⁴
m = 0,00627 Kg
m = 6,27 gramas
Calculando a massa total de gelo no recipiente -
M = 67 + 6,27
M = 73,27 gramas
Saiba mais sobre o Calor sensível em
brainly.com.br/tarefa/192346
#SPJ1
