Um calorímetro de capacidade térmica desprezível tem no seu interior uma pedra de gelo a
com 200 g de massa. A esse calorímetro faz-se chegar vapor de água a
, até que a temperatura do sistema seja
. Sendo os calores latentes
(fusão) e
(condensação), calcule a massa de água existente nesse momento no calorímetro. (Dados: calor específico do gelo:
; calor específico da água:
.) Resp:
Passo 1
O enunciado dá um calorímetro de capacidade térmica desprezível contendo
,
de gelo a
. Chega vapor d’água a
até que tudo atinja
. Queremos a massa de água no final.
Conteúdo: conservação de energia em calorimetria com mudanças de fase e aquecimento/resfriamento. Usaremos calor específico do gelo ,
, do líquido
,
, calor de fusão
,
e calor de condensação
,
(valor absoluto, exergia liberada).
Conteúdo: conservação de energia em calorimetria com mudanças de fase e aquecimento/resfriamento. Usaremos calor específico do gelo
Passo 2
Calor necessário para aquecer o gelo de
a
:
Passo 3
Calor para fundir todo o gelo a
:
Passo 4
Calor para aquecer a água resultante de
a
:
Passo 5
Total absorvido pelo gelo e água inicial:
Passo 6
Seja
a massa de vapor condensado. Cada grama libera na condensação
,
e depois resfria de
a
liberando
Logo o calor cedido pelo vapor é
Passo 7
Pela conservação de energia
, então
Passo 8
A massa total de água no final é a soma dos
,
de gelo (virados em água) mais
de vapor condensado: