- (FUNCERN - IFRN, Edital 18 de 2013) Um estudante realiza a seguinte mistura no laboratório: coloca num calorímetro 250 ml de água a
e 104 g de gelo a
. A temperatura inicial no calorímetro é de
e sua capacidade térmica é de
. Sabendo-se que:
e
, restará no calorímetro, após o equilíbrio,
(a) somente gelo.
(b) somente água.
(c) mais gelo que água.
(d) mais água do que gelo.
(a) somente gelo.
(b) somente água.
(c) mais gelo que água.
(d) mais água do que gelo.
Passo 1
Resumindo, temos um sistema de calorimetria em que se mistura:
– mL de água a
(logo
g,
cal/g °C),
– g de gelo a
(com
cal/g °C e calor de fusão
cal/g),
num calorímetro cuja capacidade térmica é cal/°C e temperatura inicial
.
O objetivo é achar a temperatura de equilíbrio e decidir se sobra gelo, sobra água ou qual dos dois predomina.
–
–
num calorímetro cuja capacidade térmica é
O objetivo é achar a temperatura de equilíbrio
Passo 2
Calcule o calor que o gelo absorve para aquecer de
a
e depois para fundir-se:
Passo 3
Depois de fundido, a água de massa
g aquece de
até
, absorvendo
No total, o gelo exige
Passo 4
O calor cedido pela água quente ao esfriar de
até
é
O calor cedido pelo calorímetro ao esfriar de
a
é
Aplicando conservação de energia:
Somando termos semelhantes:
Passo 5
Como
, todo o gelo se fundiu e a mistura final está totalmente no estado líquido.
Resposta
(b) somente água.