4-108 Um copo d’água de 0,21 e a
deve ser resfriado com gelo para ficar a
. Determine a quantidade de gelo que precisa ser adicionada à água, em gramas, caso o gelo esteja a (a)
e
. Determine também a quantidade de água que seria necessária caso o resfriamento tivesse de ser realizado com água fria a
. A temperatura de fusão e o calor de fusão do gelo à pressão atmosférica são
e
, respectivamente, e a densidade da água é
.
Passo 1
O enunciado pede para resfriar
,L de água (densidade
,kg/L, logo massa
,kg) de
C até
C usando:
- gelo a
C (a). - gelo a
C (b). - água fria a
C (c).
Dados que vamos usar:
,J/(k
),
,J/(k
),
,J/kg.
Passo 2
Calcular o calor cedido pela água ao resfriar de
C a
C:
Passo 3
(a) Gelo a
C: para cada kg de gelo a
C, o calor absorvido é
Igualando a
,
Passo 4
(b) Gelo a
C: cada kg de gelo passa por três etapas:
. aquecimento de
a
:
J,
. fusão:
J,
. aquecimento da água de
a
:
J.
Somando:
Logo
Passo 5
(c) Água fria a
C: cada kg de água absorve
Então
Resposta
(a)
g
(b) g
(c) g
(b)
(c)