um Vapor a 100°C é condensado em um copo calorímetro de alumínio de 38,0 g contendo 280 g de água a 25,0°C. Determine a quantidade de vapor (em g) necessária para que o sistema atinja uma temperatura final de 40,0°C. O calor específico do alumínio é 900 J/(kg · °C).
Soluções para a tarefa
A quantidade de vapor necessária para o sistema atingir uma temperatura final de 40,0°C é de 7,2g.
A quantidade de vapor necessária:
Pela conservação da energia:
Calor perdido pelo vapor = calor ganho pela água + calor ganho pelo copo de alumínio.
O vapor se condensa em água a 100°C, então a energia de calor latente também estará envolvida.
Sejam m₁, m₂ e m₃ a massa de vapor, xícara de alumínio e água.
e c ₁, e c ₂ são os respectivos calores específicos da água e do alumínio.
L é o calor latente de evaporação da água.
O calor perdido pelo vapor é:
Q = m₁c₁ΔT + m₁L
Q = m₁ × 4,2 × ( 100 - 40 ) + m₁ × 2268
Q = 2520m₁
calor ganho pela xícara e pela água:
Q = m₂c₁ΔT + m₃c₃ΔT
Q = 38 × 0,9 × ( 40 - 25 ) + 280 × 4,2 × ( 40 - 25 )
Q = 18153J
agora:
2520m₁ = 18153
m₁ = 7,2g
Portanto, são necessários 7,2 g de vapor.
Sobre calor latente veja aqui:
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