91 É possível derreter um bloco de gelo esfregando-o em outro bloco de gelo. Qual é o trabalho, em joules, necessário para derreter
de gelo?
Passo 1
O enunciado pergunta qual é o trabalho mecânico mínimo necessário para derreter, por atrito,
,g de gelo à
. O conteúdo envolvido é a energia necessária para realizar a fusão do gelo, isto é, o calor latente de fusão.
Passo 2
Pelo princípio da conservação de energia (primeira lei da termodinâmica), todo o trabalho
realizado por atrito acaba convertido em calor
que derrete o gelo:
Passo 3
O calor necessário para fundir uma massa
de gelo à temperatura de fusão é dado por
onde
é o calor latente de fusão do gelo.
Passo 4
O valor tabulado do calor latente de fusão do gelo é
Passo 5
Substituindo
,g e
,J/g, obtemos