Defina com suas palavras: (a) calor sensível; (b) calor latente. (c) Quanta energia é necessária para mudar 50 gramas de gelo a
em vapor a
? Dados: a transferência de calor sem mudança de fase é dada por
e com mudança de fase é dada por
. O calor específico do gelo é
, o calor específico da água é
, o calor de transformação de fusão da água é
e calor de vaporização da água é
.
Passo 1
O enunciado pede: (a) definir calor sensível; (b) definir calor latente; (c) calcular a energia necessária para transformar 50 g de gelo a
em vapor a
. O conteúdo é calorimetria, usando as fórmulas
para troca de calor sem mudança de fase e
para mudança de fase.
Passo 2
Calor sensível é a quantidade de calor trocada que provoca variação de temperatura de uma substância sem que haja mudança de fase. Nesse processo, o calor é “sentido” como mudança de temperatura.
Passo 3
Calor latente é a quantidade de calor trocada durante a mudança de fase de uma substância, a temperatura constante. Esse calor “não muda” a temperatura, mas altera o estado físico (fusão, vaporização etc.).
Passo 4
Para o cálculo da energia no item (c), o processo ocorre em cinco etapas:
– Aquecer o gelo de até
, usando
.
– Fundir o gelo a , usando
.
– Aquecer a água líquida de até
, usando
.
– Vaporizar a água a , usando
.
– Aquecer o vapor de até
, usando
.
– Aquecer o gelo de
– Fundir o gelo a
– Aquecer a água líquida de
– Vaporizar a água a
– Aquecer o vapor de
Passo 5
Calculamos até a vaporização (etapas 1 a 4):
Passo 6
Para completar o processo até
, faltaria calcular
Como o valor de
(calor específico do vapor) não foi fornecido, não é possível determinar esse termo nem a energia total solicitada.
Resposta
Não é possível calcular a energia total até
porque o calor específico do vapor não foi fornecido.