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:
0 calor total correspondente apenas às etapas de aquecimento (sem mudança de fase).
Sabendo que:
0 calor total correspondente apenas às etapas de aquecimento (sem mudança de fase).
Passo 1
O enunciado pede para determinar o calor total correspondente apenas às etapas de aquecimento (sem mudança de fase) quando
de gelo a
é transformado em vapor d’água a
. As informações fornecidas são:
O que se pede explicitamente: somar somente os calores correspondentes às variações de temperatura (aquecimentos sensíveis), ou seja:
- aquecer o gelo de
até , - aquecer a água líquida de
até , - aquecer o vapor de
até .
Não incluir as quantidades de calor referentes às mudanças de fase (e ).
Passo 2
Fórmula básica usada (aula rápida): sempre que não há mudança de fase e a substância é aquecida ou resfriada, a quantidade de calor trocada
é dada por
Explicando cada símbolo:
Observações práticas: como todas as capacidades térmicas estão em
e a massa em
, o produto já dá
em
. Ao aquecer,
e
.
Passo 3
Calor para aquecer o gelo de
até
.
Aplicamos com
.
Aplicamos
Interpretação: são os quilojoules necessários para elevar a temperatura do gelo nos
iniciais.
Passo 4
Calor para aquecer a água líquida de
até
.
Aplicamos com
.
Aplicamos
Interpretação: esta é a parte grande do calor sensível porque a água líquida tem calor específico alto e a variação é de
.
Passo 5
Calor para aquecer o vapor de
até
.
Aplicamos com
.
Aplicamos
Interpretação: aquece o vapor já formado por mais
.
Passo 6
Somando apenas as etapas de aquecimento sensível (sem mudanças de fase):
Aqui deixamos explícito que
é a soma dos três calores calculados acima, e que não incluímos
nem
porque o enunciado pediu somente as etapas de aquecimento.
Resposta
479 kJ