Calcule a quantidade de calor necessária para que 535 g de água, inicialmente à temperatura de
, torne-se vapor à temperatura de
. Dados: o calor específico da água vale
e o calor de vaporização da água vale
. (valor: 17)
Passo 1
Vamos calcular a quantidade de calor necessária para transformar 535 g de água, que está inicialmente a
, em vapor a
. Esse tipo de problema envolve conceitos de calorimetria, especificamente o calor específico e o calor de vaporização. Vamos precisar usar as fórmulas que relacionam a quantidade de calor com a variação de temperatura e a mudança de fase.
Passo 2
Primeiro, vamos aquecer a água de
até
. Para isso, usamos a fórmula do calor sensível:
Onde:
-
é o calor necessário para aquecer a água, -
é a massa da água, -
é o calor específico da água, -
é a variação de temperatura.
Passo 3
Calculando
:
Isso significa que precisamos de 42.800 calorias para aquecer a água de
a
.
Passo 4
Agora, vamos converter a água a
em vapor. Para isso, usamos o calor de vaporização, que é a quantidade de calor necessária para transformar 1 g de água em vapor sem alterar a temperatura:
Onde:
-
é o calor necessário para vaporizar a água, -
é o calor de vaporização da água.
Passo 5
Calculando
:
Então, precisamos de 288.265 calorias para vaporizar os 535 g de água a
.
Passo 6
Para encontrar a quantidade total de calor necessária, somamos os valores de
e
:
Resposta
A quantidade total de calor necessária é de 331.065 calorias.