Determine a quantidade total de calor necessária para evaporar completamente 1 kg de água, inicialmente a - 10^circC.
Para água:
l cB=0,5 cal/g°C m=1 kg 1000 g CL =1 cal/g°C (líquido) cS=0,5 cal/g°C (sólido) íó
l L fusão =80 cal/g L vaporização =540 cal/g ãçã
Q=m cdot c cdot De<a T Q=m cdot L
l Q1=1000 cdot 1 cdot (100 - (-10))= 110000 cal (aquecimento do >=lo de -10°C até 0°C) Q2=1000 cdot 80=80000 cal (fusão do >=lo a 0°C) Q3=1000 cdot 1 cdot (100 - 0)= 100000 cal (aquecimento da água de 0°C até 100°C) Q4=1000 cdot 540=540000 cal (vaporização da água a 100°C) Q total =Q1+Q2+Q3+Q4 Q total =110000 + 80000 + 100000 + 540000 = 830000 cal éãáéçãá

Passo 1

O enunciado pede o calor total necessário para levar 1 kg de água, inicialmente a -10^circC, até vapor a 100^circC. Neste processo temos quatro etapas:
  1. aquecer o gelo de -10^circC a 0^circC (calor sensível no sólido),
  2. fundir o gelo a 0^circC (calor latente de fusão),
  3. aquecer a água líquida de 0^circC a 100^circC (calor sensível no líquido),
  4. vaporizar a água a 100^circC (calor latente de vaporização).
    Usaremos
Q = m,c,De<a T
para as etapas de aquecimento e
Q = m,L
para as mudanças de fase.

Passo 2

Converter a massa para gramas:
m = 1,0 kg = 1000 g
Aquecimento do gelo de -10^circC até 0^circC:
c>=lo = 0,5 cal g,^circ C, De<a T = 0 - (-10) = 10 ^circ C,
Q1 = m,c>=lo,De<a T = 1000 times 0,5 times 10 = 5000 cal

Passo 3

Fusão do gelo a 0^circC:
Lfusão = 80 cal g, ã
Q2 = m,Lfusão = 1000 times 80 = 80000 cal ã

Passo 4

Aquecimento da água líquida de 0^circC até 100^circC:
clíquido = 1,0 cal g,^circ C, De<a T = 100 - 0 = 100 ^circ C, í
Q3 = m,clíquido,De<a T = 1000 times 1,0 times 100 = 100000 cal í

Passo 5

Vaporização da água a 100^circC:
Lvaporização = 540 cal g, çã
Q4 = m,Lvaporização = 1000 times 540 = 540000 cal çã

Passo 6

Somando todas as etapas:
Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 5000 + 80000 + 100000 + 540000 = 725000 cal

Resposta

O calor total necessário é de 725000 cal.

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