Uma amostra de gelo sob pressão atmosférica, com massa
, está inicialmente a uma temperatura de
. Essa amostra é aquecida, passa para o estado liquido e continua sendo aquecida até atingir uma temperatura de
. Dados:
.
Determine a quantidade de calor que deve ser fornecida para essa amostra de modo a fazê-la passar da temperatura inicial de
para a temperatura final de
.
Determine a quantidade de calor que deve ser fornecida para essa amostra de modo a fazê-la passar da temperatura inicial de
Passo 1
Então, o exercício diz que temos 720 g de gelo a –10 °C e queremos aquecer até 15 °C, passando pelo derretimento. O conteúdo aqui é calorimetria: a gente vai usar a fórmula do calor sensível
e a do calor latente na fusão
Pra resolver, vamos dividir em 3 etapas:
- aquecer o gelo de –10 °C até 0 °C;
- derreter o gelo a 0 °C;
- aquecer a água de 0 °C até 15 °C.
Passo 2
Aquecendo o gelo de –10 °C a 0 °C
Aqui usamos calor sensível no estado sólido:
Aqui usamos calor sensível no estado sólido:
Onde
m = 0{,}720 kg,
,
.
Então
m = 0{,}720 kg,
Então
Passo 3
Fusão do gelo a 0 °C
Agora o estado não muda de temperatura, muda de fase:
Agora o estado não muda de temperatura, muda de fase:
com
.
Passo 4
Aquecendo a água de 0 °C a 15 °C
De novo calor sensível, agora com e
:
De novo calor sensível, agora com
Passo 5
Somando todas as energias
Resposta
A quantidade de calor fornecida deve ser, aproximadamente,
.