Uma massa de gelo
está a uma temperatura inicial
. (a) Que quantidade de calor o gelo deve absorver para passar ao estado líquido a uma temperatura de 84C? Se fornecermos ao gelo uma energia da ordem de 800 k . na forma de calor, quais serão: (b) o estado final da massa de gelo e (c) a temperatura final da amostra?
Passo 1
O enunciado dá uma massa de gelo
a
. Na parte (a) precisamos calcular o calor total para levar esse gelo a água líquida a
. Para isso vamos usar: aquecimento do gelo sólido, fusão do gelo e aquecimento da água. Nas partes (b) e (c) recebemos
e vamos comparar com o calor necessário para ver o estado e a temperatura final.
Passo 2
Aquecimento do gelo de
até
. Usamos
com
.
Passo 3
Fusão do gelo a
. Usamos
com
.
Passo 4
Aquecimento da água líquida de
até
. Usamos
com
.
Passo 5
Somamos os três termos para obter o calor total necessário em (a):
Passo 6
Na parte (b) fornecemos
, ou seja
Esse calor extra vai primeiro aquecer a água de
até
:
Após isso ainda sobra
Como estamos a
e pressão atmosférica, todo calor extra vira vaporização parcial.
Passo 7
A massa de vapor formada é
Logo, na parte (b) o estado final é uma mistura de água líquida e vapor d’água a
, e na parte (c) a temperatura final da amostra é
.
Resposta
(a)
.
(b) Mistura de água líquida e vapor a .
(c) Temperatura final .
(b) Mistura de água líquida e vapor a
(c) Temperatura final