Question

Um cubo de gelo é adicionado a 197 g de água em um recipiente termicamente isolado. A água está incialmente a 25 ºC e o gelo foi removido de um congelador a -11 ºC. Se a temperatura final de equilíbrio for 5,6 ºC, qual é a massa do cubo de gelo?

Answer 1

A massa do cubo de gelo é de 460,45g

Esta é uma questão sobre equilíbrio térmico. Na física, podemos dizer que quando temos um sistema com mais de um componente, os corpos através da termodinâmica transferem calor uns para os outros até que encontrem o equilíbrio.

Isso ocorre quando eles entram em contato, então o corpo que possui mais calor, transfere para o que possui menos até que eles fiquem com a mesma temperatura. Ou seja, temos uma conservação de energia no sistema. Toda a energia transferida de um corpo é recebida pelo outro, e nada se perde.

Podemos dizer que:

$Q recebido + Q cedido = 0$

A energia térmica é dada por:

$Q gelo + Qágua=0\\\\(m.c.\Delta t)gelo + (m.c.\Delta t)agua = 0\\\\m\times 0,5 \times (tf-ti) + 197\times 1\times (tf-ti) = 0\\\\0,5m(5,6-(-11))+197(5,6-25)=0\\\\0,5m\times 16,6-19,4\times 197=0\\\\8,3m=3821,8\\\\m=460,45g$