Coloca-se um cubo de gelo de
a
em um copo que contém
de água a
. Qual a temperatura final dos sistema? Suponha que não haja perda de calor para a vizinhança.
Passo 1
Beleza, o problema é de calorimetria: a gente coloca 50,0 g de gelo a 0 °C num copo com 400,0 g de água a 45 °C e quer saber qual vai ser a temperatura de equilíbrio final, sem perder calor pro ambiente.
Conteúdo que vamos usar:
Conteúdo que vamos usar:
- Calor sensível:
- Calor latente de fusão:
Dados: -
a 0 °C -
a 45 °C -
-
- Massa molar da água
Passo 2
Primeiro, calculo o calor que a água libera ao esfriar de 45 °C até 0 °C.
Fórmula de calor sensível:
Fórmula de calor sensível:
Aqui
e
.
Passo 3
Agora, calculo o calor que o gelo precisa para derreter (manter 0 °C durante a fusão).
Número de mols de gelo:
Número de mols de gelo:
Calor de fusão:
Passo 4
Compara o calor:
-
(liberado pela água) -
(necessário para derreter todo o gelo)
Como, todo o gelo vai derreter e ainda sobra calor. Esse calor que sobra vai aquecer a água total (os 400 g originais + os 50 g que viraram água) a partir de 0 °C até a temperatura final .
Passo 5
Calor remanescente:
Esse calor aquece
g de água de 0 °C até
:
Resposta
A temperatura final de equilíbrio é cerca de
.