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Questão
Uma amostra de 500 g de gelo, a
, é colocada em 1 kg de água a
, com o sistema totalmente contido num vaso termicamente isolado de capacidade calorífica desprezível. Considerando o calor latente de fusão da água como
, e o calor específico da água igual a
, a quantidade de gelo que será fundida será de:
(a) 100 g
(b) 200 g
(c) 250 g
(d) 300 g
(e) 500 g
(a) 100 g
(b) 200 g
(c) 250 g
(d) 300 g
(e) 500 g
Passo 1
O enunciado coloca uma amostra de
,g de gelo a
em
,g de água a
, num vaso isolado. Queremos saber quanta massa de gelo
vai fundir até o equilíbrio térmico. O conteúdo é calorimetria com mudança de fase (fusão).
Passo 2
Definimos
massa de gelo fundida (em g),
temperatura final de equilíbrio (em
),
calor latente de fusão ,
calor específico da água .
calor latente de fusão
calor específico da água
Passo 3
O calor cedido pela água quente ao esfriar de
até
deve igualar o calor necessário para fundir
de gelo a
e, em seguida, aquecer essa água de fusão de
até
:
Passo 4
Se sobra gelo no final, a temperatura de equilíbrio será
. Adotamos essa hipótese e verificamos se
,g.
Passo 5
Substituindo
:
Passo 6
Como
,g é menor que os
,g disponíveis, sobra gelo e a hipótese
está consistente.
Resposta
(c)
g