Um cubo de gelo a
tem aproximadamente 12 g e é colocado em um copo com 200 ml de água. Sabendo que calor latente de fusão do gelo é
e o que a temperatura inicial da água era de
, calcule a temperatura da água quando todo o gelo derreter. Use
para a água.
Passo 1
Beleza, vamos resumir: temos um cubo de gelo de massa
a
que cai em
de água (ou seja,
) a
. O lance é achar a temperatura de equilíbrio
depois que o gelo derrete completamente.
Conteúdo: calorimetria – uso de calor latente de fusão e calor específico, junto com a conservação de energia (tudo que é perdido por um ganha pelo outro).
Conteúdo: calorimetria – uso de calor latente de fusão e calor específico, junto com a conservação de energia (tudo que é perdido por um ganha pelo outro).
Passo 2
Primeiro, quanto de calor o gelo precisa para derreter e depois aquecer o derretido até
?
- Calor latente de fusão (mudança de fase sem trocar temperatura):
- Depois que vira água a
, precisa esquentar de até . Aqui usamos calor específico da água ( ):
Então o total absorvido pelo gelo é
.
Passo 3
Agora o quanto a água inicial cede de calor ao esfriar de
até
:
Na boa, é só massa vezes calor específico vezes diferença de temperatura.
Passo 4
Como o copo é isolado, o calor cedido pela água quente vira calor absorvido pelo gelo. Logo:
Bora resolver:
Resposta
A temperatura de equilíbrio, depois que todo o gelo derreteu, fica em aproximadamente 19,1 °C.