Física, perguntado por muriloguiot, 2 meses atrás

Uma tigela de alumínio com 180g de massa contém 90g de água a 0 °C em equilíbrio térmico. Fornecendo-se calor igual a 18 Kcal ao sistema, eleva-se a temperatura deste a 100 °C, iniciando-se a ebulição.

Dados:

Calor específico da água: 1 cal/g °C
Calor latente da vaporização da água: 540 cal/g°C
Calor específico do alumínio: 0,2 cal/g°C

Nessas circunstâncias, qual é a massa de água que se vaporiza ?

Soluções para a tarefa

Respondido por tourinhofilho
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Resposta:

A massa de água que vaporiza = 10g

Explicação:

1ª situação:

Alumínio passando de 0ºC para 100ºC

Vamos calcular a quantidade de calor consumida ou seja QAL

Q = m.c.Δt

QAL = 180 . 0,2 . 100

QAL = 3.600 cal

e ao mesmo tempo Água passando de 0ºC para 100ºC

Vamos calcular a quantidade de calor consumida ou seja QAG

Q = m.c.Δt

QAG = 90 . 1 . 100

QAG = 9.000 cal

Assim, para elevar a temperatura de 0ºC para 100ºC do conjunto, tigela de alumínio e água, precisamos de QAL + QAG ou seja

A energia Q = 3.600 + 9.000 = 12.600 cal

Mas foram fornecidas ao sistema 18 kcal ou 18.000 cal

Assim ainda restam 18.000 - 12.600 = 5.400 cal

Esta quantidade de calor foi usada para evaporar parte da água, cálculo que fazemos agora.

Q = m . Lf

5.400 = m . 540

m = 5.400/540

m = 10g

Observações:

1 - Quando a água inicia o processo de ebulição a temperatura do conjunto é mantida em 100ºC, por isso o alumínio não consome mais calor.

2 - A solução pode ser feita em uma única equação envolvendo todos os cálculos, mas optamos pelo fatiamento para ficar melhor o entendimento.


joaopbringel: O que é Lf?
tourinhofilho: Oh, desculpe, escrevi Lf no lugar de Lv. Lv é o calor latente de vaporização da água que vale 540 cal/g. É um valor tabelado.
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