Question

Uma esfera de massa de 8 kg, é abandonada de uma altura de 10 metros em relação ao solo, e colide com uma pedra de gelo, a uma temperatura de 0°C. Considerando que toda a energia potencial gravitacional da esfera se transformou em calor, determine a massa de gelo que irá se fundir, ou seja, virar água, por causa desse processo. Adote g = 10 m/s2 e o calor latente de fusão da água igual a 80 cal/g e que 1 cal = 4 J

Answer 1

· Temos um exercício sobre energia potencial gravitacional e calorimetria.

· O que é Energia Potencial Gravitacional?

→ É a energia que está armazenada em função da gravidade e da altura de um corpo qualquer. A fórmula dessa energia é:  

$E_g_r_a_v_i_t_a_c_i_o_n_a_l=mgh$  

Onde m é a massa (em Kg), g é a gravidade (em m/s²), h é a altura (em metros) e a E é a energia (em Joule).  

· O que é Calorimetria?

É o estudo da troca de calor entre os corpos. A fórmula que usaremos nesse exercício é o do Calor Latente, referente à mudança de fase. Ela se apresenta dessa maneira:

$Q = mL_f$

Onde Q é a quantidade de calor (cal), m é a massa (gramas) e Lf é o calor latente de fusão (cal/g)

· Como resolver o exercício?

Precisamos descobrir a quantidade de energia armazenada na esfera e, em seguida, calcularemos a quantidade de gelo que irá derreter. Façamos:

$E_g_r_a_v_i_t_a_c_i_o_n_a_l=mgh$  , com m = 8 kg, g = 10 m/s² e h = 10 m.

$E_g_r_a_v_i_t_a_c_i_o_n_a_l=8*10*10$

$E_g_r_a_v_i_t_a_c_i_o_n_a_l=800J$  

 

Agora, precisamos transformar 800J para caloria. Basta multiplicar por 4:

800 * 4 = 2400 cal

Descobriremos, então, a quantidade de gelo que irá derreter:

$Q = mL_f$ , com Q = 3200 cal, Lf = 80 cal/g e m em gramas

3200 = m * 80

3200/80 = m

40 = m

Portanto, apenas 40 gramas de gelo irão derreter após esse impacto.

· Resposta

40 gramas de gelo.

Aprenda mais em:

brainly.com.br/tarefa/13217270