( 2,5 pontos): Um recipiente adiabático contém 1000 g de gelo a
. A massa do recipiente pode ser desprezada. Fornecemos calor ao sistema a uma taxa de
durante 500 min .
b)
Depois de quantos minutos todo gelo se transforma em água a zero grau?
b)
Passo 1
Beleza, amigo! A questão é de CALORIMETRIA: temos 1000 g de gelo a –10 °C num recipiente adiabático (ou seja, sem perda de calor pra fora). A gente fornece calor a uma taxa de 250 cal/min. A pergunta (item b) é: depois de quantos minutos todo o gelo vira água a 0 °C?
O que vamos usar:
O que vamos usar:
- Capacidade térmica do gelo:
. - Calor latente de fusão do gelo:
. - Fórmula do calor sensível:
. - Fórmula do calor de fusão:
. - Taxa de fornecimento de calor:
.
Passo 2
Primeiro, vamos esquentar o gelo de –10 °C até 0 °C.
Usamos .
Aqui:
m = 1000 g
Usamos
Aqui:
m = 1000 g
Então
Passo 3
Agora, a gente derrete o gelo já a 0 °C, transformando-o em água a 0 °C.
Usamos .
Com e m = 1000 g,
Usamos
Com
Passo 4
O calor total necessário é
Como a gente fornece calor a 250 cal/min, o tempo requerido é
Resposta
Depois de 340 minutos, todo o gelo terá se transformado em água a 0 °C.