2- Assinale a quantidade de energia que deve ser retirada de 100 g de água a
para que ela possa virar gelo, a
, se o calor de fusão dela é
:
Passo 1
O enunciado pede: "Assinale a quantidade de energia que deve ser retirada de
de água a
para que ela vire gelo a
".
Dados fornecidos:
Dados fornecidos:
- massa da água:
(peguei do enunciado); - temperatura inicial e final:
(a transformação é mudança de fase a temperatura constante); - calor de fusão da água:
(peguei do enunciado).
Pergunta: qual a quantidade de energia que deve ser retirada (ou seja, retirada do sistema) para completar a solidificação.
Passo 2
Conceito importante (aula rápida e prática): durante a mudança de fase água ↔ gelo à pressão ambiente, a temperatura permanece constante. A energia trocada nesse processo não altera a temperatura, e sim vence as ligações que mudam o estado físico; essa energia é chamada de calor latente de fusão (quando se funde) ou de solidificação (quando se congela). A fórmula básica que relaciona essas quantidades é
onde:
-
é a quantidade de calor trocada (unidade: se estiver em ); -
é a massa envolvida na transformação (unidade: ); -
é o calor latente de fusão da substância (unidade: ).
Observação sobre o sinal: aqui o enunciado pede “energia que deve ser retirada”, então vamos dar o valor positivo como magnitude da energia a ser removida; se quiséssemos a variação de energia do sistema, seria(negativa porque se retira energia).
Passo 3
Aplicando a fórmula aos dados do problema. Primeiro definimos as variáveis:
-
, -
.
Então:
Passo 4
Fazendo a conta passo a passo (sem pular etapas):
Multiplicando:
Portanto, em calorias:
Passo 5
Interpretação do sinal (recapitulando): como o enunciado quer a “quantidade de energia que deve ser retirada”, o valor numérico é
. Se for preciso indicar a variação de energia do sistema, seria
.
Passo 6
Conversão para joules (opcional, mas útil em muitas provas). Usando a conversão
:
Calculemos em partes:
Somando:
Arredondando para 3 algarismos significativos:
Passo 7
Dica de prova (rápida e prática): sempre verifique unidades antes de multiplicar (massa em gramas,
em
→ resultado em
). Se a massa viesse em quilogramas, converter para gramas facilitaria usar
em
, ou converter
para
. Vai dar certo — respira fundo e faz as contas passo a passo como fizemos aqui.