Question

Um estudante retira um cubo de gelo de massa 10g a uma temperatura de -10c e o expõe, em um recipiente aberto, a temperatura de 25c. A energia que o gelo deve absorver para entrar em equilíbrio térmico é igual a Calor específico do gelo=0,5cal e o calor latente de fusão do gelo=80csk

Answer 1

Qtotal = 1100 cal

Essa é uma questão sobre Calorimetria - trocas de calor com mudança de estado.

A quantidade de calor sensível recebida ou cedida por um corpo pode ser calculada através da seguinte fórmula:

Q = m . c . ΔT

Sendo:

Q: quantidade de calor sensível (J ou cal)

m: massa do corpo (kg ou g)

c: calor específico (J/kg.ºC ou cal/g.ºC)

ΔT: variação de temperatura (ºC), ou seja, a temperatura final menos a temperatura inicial

Alguns conceitos são importantes para a resolução do problema proposto, saiba que:

* Durante a fusão a temperatura permanece constante, porque a energia térmica (calor) fornecida ao gelo foi utilizada apenas para convertê-lo em água líquida, fazendo com que a temperatura permaneça constante (0ºC na fusão).

* Alguns dados, que são conhecidos, necessários para a resolução.

Dados: calor específico do gelo = 0,5 cal/g°C

calor específico da água = 1,0 cal/gºC

calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g

Resolução:

1) Aquecimento do gelo

Q = m . c . ΔT

Q = 10 . 0,5 . (0 - (-10))

Q1 = 50 cal

2) Fusão do gelo (não há variação de temperatura!)

Q2 = 10 . 80 

Q2 = 800 cal

3) Aquecimento da água

Q3 = 10 . 1 . (25 - 0)

Q3 = 250 cal

Finalmente,

Qtotal = Q1 + Q2 + Q3

Qtotal = 50 + 800 + 250

Qtotal = 1100 cal