QUESTÃO 02: Três cubos de gelo de 45 g a
são adicionados a uma xícara contendo 500 mL de chá a
. Ao se atingir o equilíbrio térmico, a temperatura final da mistura é de
. Quando o gelo fundiu, quanto permaneceu flutuando na bebida? Considere as propriedades do chá idênticas à da água líquida pura. [Dados: MMágua
, مágua
(água)
]
Passo 1
O enunciado coloca três cubos de gelo de massa total
g à
numa xícara com
mL de chá a
. A mistura atinge
em equilíbrio, deixando parte do gelo sem fundir. O conteúdo é calorimetria: vamos usar conservação de energia (calor cedido pela água quente = calor absorvido pela fusão do gelo) e calcular a massa de gelo que derreteu, subtraindo da massa inicial para obter o que permaneceu.
Passo 2
Calculamos a massa do chá (considerado água) e o calor que ele cede ao esfriar de
para
.
A densidade é ,g/mL, logo
A densidade é
O calor cedido é
onde o sinal negativo indica que o chá perde calor.
Passo 3
O gelo que derrete absorve calor de fusão. A entalpia de fusão da água é
. Em joules por grama:
Passo 4
Pela conservação de energia (calor cedido pelo chá = calor absorvido pelo gelo fundido), temos
Passo 5
A massa de gelo que permaneceu sem fundir é a diferença entre a massa inicial e a massa que derreteu:
Resposta
Aproximadamente
g de gelo permaneceram flutuando na bebida.