Question

uma pedra de gelo de 67g cuja temperatura é igual a -15°C é introduzida num calorímetro contendo água a 0°C. Após certo tempo, estando a água e o gelo a 0°C, verifica-se uma pequena quantidade de gelo agregada ao cubo. calcule a massa total de gelo no recipiente, supondo que não houve troca de calor com o meio exterior. adote: calor específico do gelo igual a 2090J/(kg x °C) e calor de fusão 33,5 x 10 elevado a 4 J/kg.

Answer 1

Resposta:

A massa total de gelo no recipiente é de m = 0,72kg.

Explicação:

Aplicando a calorimetria nesse contexto, utilizaremos a equação do calor sensível, que é o calor em que a água se encontra, e a equação do calor latente de fusão que é o estado do gelo antes do equilíbrio térmico. Sendo as equações:

$Q=m.c.(T-T*)$, onde m é a massa do gelo após o equilíbrio térmico, c é o calor específico do gelo, (T-T*) é a variação da temperatura (final menos inicial) e Q é a quantidade de calor do sistema.

$Q=m.L$, L é o calor latente de fusão do gelo, m é a massa do gelo e Q é a quantidade de calor do gelo nesse estado.

Substituindo os dados do contexto na segunda equação, inicialmente encontraremos o a quantidade de calor do gelo Q no estado de fusão. Teremos:

$Q=(67x10^{-3} kg)(33,6x10^{4}J/kg)=22,512J$

Substituindo os dados na equação do calor sensível após o equilíbrio térmico. Teremos:

$(22,512J)=m(2090J/(kg.°C)(0-(-15)°C=m(31350J/kg)\\m=\frac{(22,512J)}{(31350J/kg)}=0,7180861244kg=0,72kg$