Que massa de vapor (em gramas) inicialmente a
é necessária para aquecer 200 g de água cc um recipiente de vidro de 100 g de
para
? Use:
.
Passo 1
O problema pede a massa de vapor de água, inicialmente a
, necessária para aquecer
de água e
de vidro, ambos a
, até
. Aqui aplicamos o princípio da conservação de energia: o calor cedido pelo vapor deve igualar o calor absorvido pela água e pelo vidro. Usaremos capacitâncias térmicas e calor latente conforme dados:
Passo 2
Calculemos primeiro o calor absorvido por água e vidro ao subir de
para
.
Para a água:
Para a água:
Para o vidro:
Logo, o calor total necessário é
Passo 3
Agora avaliaremos o calor que cada quilograma de vapor cede ao se resfriar e condensar até
:
- Resfriamento do vapor de
a :
- Liberação de calor de condensação a
:
- Resfriamento da água condensada de
a :
Somando por quilograma de vapor:
Passo 4
Pela conservação de energia, a massa de vapor
deve satisfazer
Convertendo para gramas:
Resposta
A massa de vapor necessária é aproximadamente
gramas.