Quanto calor é preciso para fazer uma amostra de gelo de massa 720 g a - 10 ^circ C passar para o estado líquido a 15^circ C ?
Dados: c >=lo =2,22 kJ / kg K; Cágua =4,18 kJ / kg K ; Lf=333,5 kJ / kg

Passo 1

Beleza, o exercício pede pra calcular quanto calor a gente precisa fornecer pra uma amostra de gelo de 720 g a –10 °C virar água líquida a 15 °C. Isso envolve três etapas principais da termodinâmica:
  1. aquecer o gelo de –10 °C até 0 °C usando a capacidade térmica do gelo;
  2. fundir o gelo a 0 °C usando o calor latente de fusão;
  3. aquecer a água resultante de 0 °C até 15 °C usando a capacidade térmica da água.
    Dados que vamos usar:
  • massa m = 720 g = 0,720 kg
  • c₍gelo₎ = 2,22 kJ/(kg·K)
  • c₍água₎ = 4,18 kJ/(kg·K)
  • L_f = 333,5 kJ/kg

Passo 2

Aquecendo o gelo de –10 °C a 0 °C
Fórmula do calor sensível:
Q1 = m,c>=lo,De
Aqui Q1 = 0,720 times 2,22 times 10 = 15,984 kJ,K, então:

Passo 3

Fusão do gelo a 0 °C
Fórmula do calor latente:
Q2 = m,Lf
Então:
Q2 = 0,720 times 333,5 = 240,12 kJ

Passo 4

Aquecendo a água de 0 °C a 15 °C
Novamente calor sensível, agora na água:
Q3 = m,cágua,Deá
com Q3 = 0,720 times 4,18 times 15 = 45,144 kJ,K:

Passo 5

Somando todas as parcelas de calor
Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 = 15,984 + 240,12 + 45,144 = 301,248 kJ

Resposta

É preciso aproximadamente kJ de calor para transformar 720 g de gelo a –10 °C em água a 15 °C.

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