Question

Uma pedra de gelo de 40 g de massa e à temperatura de-10 °C, é exposta ao sol. Admitindo que o gelo só absorve calor do sol a uma taxa média de 200 cal/min, podemos afirmar que o tempo para a pedra derreter completamente é, em minutos de. Dados: calor específico do gelo = 0,5 cal/g

Answer 1

Primeiro calcular a quantidade de calor 

Q = mc*tf-ti 

Q = 40*05*0- -10 

Q = 40*0,5*10 

Q = 200cal 

Agora a pra fundir o gelo 

Q = m*L 

Q = 40*80 

Q = 3200cal 

soma os dois 

200 + 3200 = 3400cal 

agora regra de tres 

200cal 1min 

3400cal x 

200x = 3400 

x = 3400/200 

x = 17minutos

Answer 2

São necessários 17 minutos para a pedra de 40 g de gelo estar completamente derretida.

Quantidade de energia térmica

A quantidade de calor total necessário para derreter o gelo é igual energia necessária ocorrer variação de temperatura (calor sensível) somado a energia para necessária ocorrer a mudança de estado da sustância (calor latente).

|Dado: Tf = 0°C; Ti = -10°C; c = 0,50 cal/(g.C); m = 40 g.

Calor sensível

Qs = m.c.ΔT => Q = 40 g. 0,50 cal/(g.°C).(0°C-(-10°C))

Qs = 200 cal

Calor latente

O exercício informa que o calor latente de fusão da água vale 80 cal/g.

Logo, temos:

Ql = L.m => Ql = 80 cal/g. 40 g

Ql = 3.200 cal

Quantidade de energia total para produzir vapor de leite

Qt= Qs + Ql = 3.200 cal + 200 cal

Qt = 3.400 cal

Como a cada minuto o gelo absorve uma energia de 200 cal, qual tempo será absorvido 3.400 cal?

Para determinar isso, para realizar uma regra de três simples:

$\dfrac{1~min}{X}=\dfrac{200~cal}{3.400~cal} \Rightarrow X=\dfrac{3.400}{200} \cdot 1~min\\\\\\ X =17~min$

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