Q6 - Num laboratório, situado ao nível do mar, massas iguais de água líquida e gelo (água sólida) estão há um bom tempo em um recipiente de paredes adiabáticas e de capacidade térmica desprezível. Introduzindo-se 100 g de água fervente nesse recipiente, verifica-se que, após alguns minutos, se atinge o equilíbrio térmico do sistema, e que nele só existe água líquida a
. Calcule a massa de gelo existente no recipiente, no início da experiência.
Passo 1
O enunciado descreve um sistema adiabático contendo massas iguais de gelo e água, ambas a
. Introduzimos
,g de água a
e, no equilíbrio, todo o sistema fica somente com água líquida a
. O conteúdo aqui é balanço de energia (calorimetria), usando calor sensível e calor latente de fusão.
Passo 2
Calor liberado pela água quente ao esfriar de
para
:
Passo 3
Calor necessário para fundir toda a massa de gelo inicial
(que está a
):
Passo 4
Como não há troca de calor com o ambiente nem variação de temperatura no gelo ou na água já líquida inicial (ambos a
), o calor cedido pela água quente funde exatamente o gelo inicial. Então:
Resposta
A massa de gelo existente no início da experiência era de
,g.