Question

Um pequeno bloco de gelo a 0°C é exposto a 10g de vapor a 100° e derrete completamente. Mostre que a massa de gelo não pode ser maior do que 80 gramas.

Answer 1

Olá,

Primeiro precisamos saber quais são os valores do calor latente do gelo e do vapor, por ser do ensino superior você deve ter alguma tabela que tenha esse valor $\Delta H^{fus}$ e $\Delta H^{vap}$

$\begin{Bmatrix}\Delta H^{fus}=-80~cal/g\\\Delta H^{vap}=540~cal/g\end{matrix}$

Usando a fórmula, considerando que todo gelo vai derreter, o vapor vai condensar e o meio ficará em equilíbrio

$Q_{fus}+Q_{vap}=0$

$\begin{Bmatrix}Q_{fus}=m_{gelo}\cdot\Delta H^{fus}\\Q_{vap}=m_{vap}\cdot\Delta H^{vap}\end{matrix}$

$m_{gelo}\cdot\Delta H^{fus}+m_{vap}\cdot\Delta H^{vap}=0$

Substituindo os valores

$m_{gelo}\cdot(-80~cal/g)+10~g\cdot(540~cal/g)=0$

$m_{gelo}=\frac{5400}{80}~g\Rightarrow\boxed{\boxed{m_{gelo}=67.5~g}}$

Esta massa final que encontramos é a massa máxima de gelo que o vapor pode derreter.

Espero que tenha gostado da resposta