P. 84 Temos 50 g de vapor de água a
. Que quantidade de calor deve ser perdida até o sistema ser formado por 50 g de água líquida a
? Sabe-se que o vapor se condensa a
com calor latente
. Os calores específicos valem
para o vapor e
para o líquido. Construa ainda a curva de resfriamento correspondente ao processo.
Passo 1
O enunciado nos dá
,g de vapor de água inicialmente a
e pede o calor que deve ser perdido para chegar a
,g de água líquida a
. Vamos precisar de:
- Calor sensível do vapor, com
,cal/g . - Calor latente de condensação a
, dado ,cal/g. - Calor sensível do líquido, com
,cal/g .
Passo 2
Calor perdido ao resfriar o vapor de
até
.
Ou seja, foram
,cal retiradas.
Passo 3
Calor liberado na condensação do vapor a
.
Isto significa que
,cal são liberadas ao meio.
Passo 4
Calor perdido ao resfriar a água líquida de
até
.
Passo 5
Calor total perdido pelo sistema é a soma
Portanto, deve-se retirar
,cal para realizar todo o processo.
Passo 6
Curva de resfriamento (temperatura vs. calor perdido):
- De
a : ramo decrescente linear (inclinação ). - Em
: faixa horizontal (processo isotérmico) liberando ,cal até toda condensar. - De
a : novo ramo decrescente linear, agora mais inclinado, pois .
Resposta
A quantidade de calor que deve ser perdida é de
,cal.
A curva de resfriamento apresenta três trechos:
- Resfriamento do vapor de
a (declive moderado). - Isotérmico em
(platô) durante a condensação, retirando ,cal. - Resfriamento da água líquida de
a (declive mais acentuado).