Durante uma pausa, um trabalhador prepara chá usando 200 g de água inicialmente a
. Para o chá, a água precisa atingir
e depois ferver completamente. Sabendo que o calor específico da água é
e o calor latente de vaporização é
, calcule:
a) O calor sensível necessário para aquecer a água até
.
b) O calor latente necessário para vaporizar toda a água.
c) O calor total envolvido.
a) O calor sensível necessário para aquecer a água até
b) O calor latente necessário para vaporizar toda a água.
c) O calor total envolvido.
Passo 1
O enunciado dá uma massa de água e pede três quantidades. Vou listar claramente o que é pedido e os dados que temos:
-
Perguntas:
a) Calor sensível necessário para aquecer a água deaté .
b) Calor latente necessário para vaporizar toda a água já aquecida a.
c) Calor total envolvido (soma do aquecimento atée da vaporização). -
Dados fornecidos:
Agora que está claro o que pedem e os dados, vamos para os cálculos passo a passo.
Passo 2
Entender o que é calor sensível e qual fórmula usar (aula rápida e prática).
- Calor sensível é a energia necessária para mudar a temperatura de uma substância sem mudança de fase.
- A fórmula é
onde: -
é o calor sensível (em ), -
é a massa (em ), -
é o calor específico (em ), -
é a variação de temperatura (em ), calculada por .
-
Vamos aplicar com os números do enunciado.
Passo 3
Calcular a variação de temperatura:
Agora aplicamos na fórmula do calor sensível:
Fazendo a multiplicação:
Interpretação rápida: precisa de
só para aquecer a água de
a
.
Passo 4
Entender o que é calor latente e qual fórmula usar (aula rápida e prática).
- Calor latente é a energia necessária para provocar mudança de fase sem mudar a temperatura. No caso, é a energia para vaporizar a água a
. - A fórmula é
onde: -
é o calor latente total (em ), -
é a massa (em ), -
é o calor latente de vaporização por unidade de massa (em ).
-
Agora aplicamos com os números do enunciado.
Passo 5
Calcular o calor latente necessário para vaporizar toda a massa:
Multiplicando:
Interpretação: para transformar os
de água líquida a
em vapor a
são necessários
.
Passo 6
Calcular o calor total envolvido somando aquecimento e vaporização:
Substituindo os valores obtidos:
Comentário prático: a vaporização domina o gasto energético — é normal que o calor latente seja muito maior que o calor sensível.
Passo 7
Checagem de consistência e dica para prova:
- Unidades: todos os cálculos foram em
, massa em , temperatura em — consistente com as fórmulas usadas. - Dica rápida para a prova: identifique se há mudança de fase. Se sim, sempre há duas etapas possíveis — aquecer até a temperatura de mudança de fase (usar
) e depois a mudança de fase (usar ). Não esqueça de somar as etapas quando pedirem o total.
Resposta
a)
b)
c)
b)
c)