Question

URGENTE calor latente de fusão da água, L = 80 cal/g. Calor específico da água, c = 1 cal/g.oC.

a) A quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de certa massa de gelo, de 0oC até 10oC, é maior, menor ou igual à quantidade de energia necessária para elevar a mesma massa de água também de 0oC até 10oC? Explique.

b) Baseando-se na resposta da questão a), responda: para esfriar uma bebida, seria mais eficaz colocar nela água a 0oC ou uma massa igual de gelo também a 0oC? Explique​

Answer 1

Resposta:

a) O calor sensível absorvido por um corpo pode ser calculado por

$Q=m*c*\Delta T$

sendo

$m$ : massa

$c$ : calor específico

$\Delta T$ : variação de temperatura

Deve-se atentar ao fato de que o gelo deve ser previamente derretido e, após se tornar água, irá elevar sua temperatura de 0ºC a 10ºC. Na parte da mudança de fase (fusão), o calor pode ser calculado por:

$Q=m*L_f$

sendo

$m$ : massa

$L_f$ : calor latente de fusão

Logo, torna-se evidente que o gelo requer mais calor para ser derretido e chegar até 20ºC, pois há a etapa de mudança de fase envolvida.

b) Tanto o gelo quanto a água a 0ºC vão resfriar a bebida, pois receberão calor dela. Contudo, utilizando-se o gelo, o calor retirado será maior, justamente porque o gelo requer uma quantidade de calor maior devido à mudança de fase. A água irá retirar uma quantidade de calor apenas para se aquecer até a temperatura de equilíbrio térmico, enquanto o gelo retirará uma quantidade de calor extra para se fundir. Logo, o gelo é mais eficaz.