Quantas calorias precisam ser fornecidas a 60 g de gelo a -10^{\circ} \mathrm{C} para que este se funda e se transforme em água líquida na temperatura de 40^{\circ} \mathrm{C} ?

Passo 1

O enunciado pede a energia necessária para levar 60,g de gelo de -10^\circ\mathrm{C} até água líquida a 40^\circ\mathrm{C}. O conteúdo é calorimetria, e vamos precisar de: o calor específico do gelo ( c_{\text{gelo}}=0,5,cal/g \cdot\circC), o calor latente de fusão ( L_f=80,cal/g) e o calor específico da água ( c_{\text{água}}=1á,cal/g \cdot\circC).

Passo 2

Aquecimento do gelo de -10^\circ\mathrm{C} até 0^\circ\mathrm{C}:
Q_1 = m\,c_{\text{gelo}}\,(0 - (-10))
Substituindo m=60,g e c_{\text{gelo}}=0,5,cal/g \cdot\circC,
Q_1 = 60 \times 0,5 \times 10 = 300\text{ cal}.

Passo 3

Fusão do gelo a 0^\circ\mathrm{C}:
Q_2 = m\,L_f
Substituindo m=60,g e L_f=80,cal/g,
Q_2 = 60 \times 80 = 4800\text{ cal}.

Passo 4

Aquecimento da água de 0^\circ\mathrm{C} até 40^\circ\mathrm{C}:
Q_3 = m\,c_{\text{água}}\,(40 - 0)á
Substituindo m=60,g e c_{\text{água}}=1á,cal/g \cdot\circC,
Q_3 = 60 \times 1 \times 40 = 2400\text{ cal}.

Passo 5

Energia total necessária:
Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 300 + 4800 + 2400 = 7500\text{ cal}.

Resposta

São necessárias 7500 calorias.

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