Question

Uma barra de gelo de massa 100g a -20°C é colocada num recipiente com 15g de água líquida a 10°C. Sabe-se que o calor específico sensível do gelo vale 0,55 cal/g°C, o calor específico latente de fusão do gelo, 80 cal/g e o calor específico sensível da água líquida, 1,0 cal/g°C. A temperatura de equilíbrio será, em °C, igual a:

a) -10

b) 0

c) +10

d) +20

e) n.d.a.

Answer 1

Primeiramente, façamos alguns cálculos:

- qual a quantidade de calor necessária para o gelo elevar sua temperatura de - 20 para 0?
Q1 = m.c.ΔT
Q1 = 100.0,55.[0 - (- 20)]
Q1 = 55.20
Q1 = 1100 cal


- qual a quantidade de calor perdida necessária para a água esfriar sua temperatura de 10 para 0?
Q2 = m.c.ΔT
Q2 = 15.1.(0 - 10)
Q2 = 15.(- 10)
Q2 = - 150 cal

Como em módulo Q1 > Q2, podemos observar que a água vai congelar. Para que isso ocorra totalmente, necessitaríamos:
Q3 = m.L
Q3 = 15.(- 80)
Q3 = - 1200 cal

Opa, agora se somarmos os módulos de Q2 e Q3, verificamos que o calor cedido da água ao gelo foi suficiente para elevar até 0 sua temperatura. Provavelmente o equilíbrio será nesta temperatura.

Alternativa B.

Answer 2

A temperatura de equilíbrio será, em °C, igual a: b) 0 .

Partiremos do cálculo da quantidade de calor necessária para o gelo elevar sua temperatura de - 20 para 0:

Q1 = m.c.ΔT

Q1 = 100.0,55.[0 - (- 20)]

Q1 = 55.20

Q1 = 1100 calorias

Agora, façamos o cálculo relativo a quantidade de calor perdida necessária para a água esfriar sua temperatura de 10 para 0:

Q2 = m.c.ΔT

Q2 = 15.1.(0 - 10)

Q2 = 15.(- 10)

Q2 = - 150 calorias

Observe que Q1 > Q2, com isso, a água vai congelar de acordo com:

Q3 = m.L

Q3 = 15.(- 80)

Q3 = - 1200 calorias

• Somando os módulos de Q2 e Q3, o calor cedido da água ao gelo foi suficiente para elevar até 0 sua temperatura, que é a temperatura de equilíbrio.

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