Question

Um estudante de Fı́sica manteve uma amostra de 200g de gelo a -10°C em exposição contı́nua à luz
solar. Apó s um intervalo de tempo notou que nã o havia nenhum resı́duo da amostra. Assim, ele
concluiu que toda a substância sofreu evaporação.
Sabendo que: o ponto de fusão do gelo é igual a 0°C; o ponto de ebulição da á gua é igual a 100°C; o
calor especı́ϐico do gelo é igual a 0,5 cal/g.°C; o calor especı́ϐico da á gua é igual a 1 cal/g.°C; o calor
latente de fusã o do gelo vale 80 cal/g e o calor latende de ebulição da á gua vale 540 cal/g, esboce a
curva de aquecimento dessa experiência.

Answer 1

O gráfico de aquecimento da amostra será dividido em 5 etapas básicas.

O que é uma curva de aquecimento?

Trata-se da curva de variação da temperatura dessa amostra de água ao longo do tempo.

Devemos analisar cada uma das etapas do aquecimento dessa amostra para então confeccionarmos o gráfico pedido:

1. Variação entre -10ºC e 0ºC: Aqui a água em forma de gelo será aquecida até atingir o ponto de fusão do gelo, ou seja, o 0ºC. Será um acréscimo linear de temperatura ao longo do tempo;
2. Aos 0ºC: Nesse ponto a amostra sofrerá mudança de estado, logo levará um tempo nessa mesma temperatura de 0ºC até que se torna 200g de água líquida. Portanto, teremos uma reta horizontal;
3. Variação entre 0ºC e 100ºC: Agora vamos aquecer a amostra em estado líquido entre seus pontos de fusão e ebulição. Será também um aumento linear de temperatura;
4. Aos 100ºC: Uma nova mudança de estado começará, do líquido para o gasoso, tomando um certo tempo. Deste modo, teremos novamente uma reta horizontal;
5. Acima dos 100ºC: A temperatura crescerá indefinidamente de forma linear.

Todas as etapas numeradas foram representadas no gráfico anexado.

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