Uma pedra de gelo de 20g de massa, inicialmente a -10 ºC, recebeu 2700 cal. Determine a temperatura atingida, sabendo que essa energia foi totalmente aproveitada pelo sistema.
Dados: calor específico do gelo = 0,50 cal/g ºC
calor específico da água = 1,0 cal/g ºC
calor latente de fusão de gelo = 80 cal/g
Soluções para a tarefa
Oi Luis!
A resolução é o seguinte
1-você vai ver quantas calorias o gelo precisa pra chegar a 0 graus Celsius.
Q=m.c.ΔT
Q=20 . 0,5 . 10
Q= 100 calorias
(ok, agora sabemos que o gelo gastou 100 das 2700 calorias para chegar aos 0 graus)
2-Com o gelo em 0 graus, ele começa a entrar em fusão, onde a energia que o gelo ganha não vai para aumentar a temperatura, mas sim para desprender suas moléculas e ir para o estado líquido. Por isso, usaremos o calor lantente de fusão:
Q=m.L
Q=20 . 80
Q=1600
(Pronto, agora sabemos que o gelo usou 1600 calorias para ir do estado sólido ao líquido - perceba como a quantidade é tão maior do que para aumentar 10 graus. Interessante, não?)
3-Agora que o gelo derreteu, veremos quantas calorias sobraram e usaremos elas para aumentar a temperatura da água que veio do gelo e, assim, responder a pergunta :D
Calorias disponíveis (calorias fornecidas no começo menos as calorias usadas) :
2700 - 100 - 1600 = 1000 calorias disponíveis
Agora, veremos quanto isso aumenta a temperatura da água
Q=m.c.ΔT
1000=20 . 1 . ΔT (perceba que a massa do gelo e da água é a mesma, pois é o mesmo corpo, apenas em estados físicos diferentes)
ΔT= 1000 / 20 . 1
ΔT=50
Se a água estava a zero grau e sua temperatura variou aumentou 50 graus (sabemos que aumentou pois o delta é positivo e também porque não faria sentido ela ganhar calorias e diminuir a temperatura), então
a temperatura atingida pela água é 50 graus celsius