Que massa de água permanece no estado sólido depois que 67,2 kJ são transferidos na forma de calor a partir de 260 g de água inicialmente no ponto de congelamento?
Dados: calor específico latente de fusão do gelo: LF=8 0 c a l / g; faça 1 cal=4,2 J.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos 260 g de água bem no ponto de congelamento (0 °C) e que a gente retira 67,2 kJ de calor desse líquido. Com essa retirada de calor, parte da água vai congelar. A pergunta é: qual a massa de água que fica no estado sólido (isto é, vira gelo)?
Conteúdo: calorimetria – calor latente de fusão.
O que vamos precisar:
  1. Converter energia de joule para caloria;
  2. Usar a definição de calor latente de fusão ( Q = m,LF).

Passo 2

Primeiro a gente transforma os 67,2 kJ em calorias, porque o LF está em cal/g.
1 cal = 4,2 J, logo
Q = 67,2 kJ = 67,200 J
Q(cal) = 67,200 J4,2 J/cal = 16,000 cal

Passo 3

Agora usamos a fórmula do calor latente de fusão:
Q = m times LF
onde
  • m = QLF = 16,000 cal80 cal/g = 200 g é o calor retirado (16 000 cal),
  • é o calor latente de fusão do gelo (80 cal/g),
  • é a massa de água que congela (em g).
Isolando :

Resposta

A massa de água que fica no estado sólido (gela) é 200 g.

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