Questão 1: Calor Sensível e Calor Latente
Durante um processo de aquecimento, 1 kg de gelo a
é convertido em vapor d’água a
.
Sabendo que:
- Calor específico do gelo:
- Calor latente de fusão:
- Calor específico da água líquida:
- Calor latente de vaporização:
- Calor específico do vapor:
Determine:
O calor necessário apenas para a fusão.
Sabendo que:
O calor necessário apenas para a fusão.
Passo 1
Dados fornecidos e o que a questão pede:
- Massa:
. - Estado inicial (dado no enunciado): gelo a
(informação útil para outras partes, mas a pergunta aqui pede apenas a fusão). - Constante fornecida relevante para a fusão: calor latente de fusão
. - Pergunta: “O calor necessário apenas para a fusão.” Ou seja, quanto de energia é necessária para transformar
de gelo sólido em de água líquida, ambos à temperatura de fusão (ou, dito de outro modo, a energia associada somente à mudança de fase, sem considerar o aquecimento até nem aquecer a água depois).
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (aula rápida e prática):
- Calor latente de fusão é a energia necessária para mudar a fase de uma substância de sólido para líquido sem alteração de temperatura. No caso da água pura, essa mudança ocorre a
. - A fórmula básica é:
onde:
-
é o calor necessário para a fusão, em (ou se convertermos), -
é a massa em , -
é o calor latente de fusão em . - Dica prática para prova: sempre verifique as unidades de
. Se estiver em e em , o resultado sai direto em .
Passo 3
Aplicando a fórmula com os valores dados:
Verificação de unidades:
, consistente.
Se quiser em joules:
Se quiser em joules:
Passo 4
Observação final (útil para a prova):
- Você já fez certo se respondeu apenas a fusão com
. Não inclua o aquecimento do gelo de até nem o aquecimento/vaporização posteriores, pois a pergunta pediu explicitamente “apenas para a fusão”. - Para lembrar: calor total em um processo que atravessa várias etapas é a soma das parcelas (sensible + latente + sensible), mas aqui usamos só a parcela latente de fusão. Força aí — você tá pegando o jeito!