Uma massa de gelo
está a uma temperatura inicial
. (a) Que quantidade de calor o gelo deve absorver para passar ao estado liquido a uma temperatura de
? Se fornecermos ao gelo uma energia da ordem de 800 kJ (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 de
,g à temperatura inicial
e pede:
(a) o calor necessário para levá-lo a água líquida a ;
(b) e (c) ao fornecer kJ, qual o estado e a temperatura final.
Para isso vamos usar: calor específico do gelo ,J/(g·K), calor latente de fusão
,J/g, calor específico da água
,J/(g·K) e calor latente de vaporização
,J/g.
(a) o calor necessário para levá-lo a água líquida a
(b) e (c) ao fornecer
Para isso vamos usar: calor específico do gelo
Passo 2
Calculamos separadamente:
- Aquecimento do gelo de
a :
- Fusão completa a
:
- Aquecimento da água de
a :
Somando,
Passo 3
Como fornecemos
kJ
J, sobra
Esse extra vai primeiro aquecer de
a
e depois vaporizar parte da água.
Passo 4
- Aquecimento de
a :
Fica então
que vaporiza uma massa
Passo 5
Portanto, com
kJ acabamos com água e vapor coexistindo à temperatura de ebulição.
Resposta
(a)
.
(b) Estado final: mistura de água líquida e vapor.
(c) Temperatura final: .
(b) Estado final: mistura de água líquida e vapor.
(c) Temperatura final: