Questão 3
Em um calorímetro ideal, misturam-se 120 g de gelo a
com 180 g de água a
. Dados:
e
. Determine a massa de gelo que se funde e a temperatura final de equilíbrio térmico da mistura.
Passo 1
Temos um calorímetro ideal em que misturamos
g de gelo a
com
g de água a
. Os dados são
,
,
,
e
,
.
O conteúdo aqui é equilíbrio térmico: o calor cedido pela água quente serve para aquecer o gelo, fundi-lo e eventualmente aquecer o resultado até a temperatura final.
O conteúdo aqui é equilíbrio térmico: o calor cedido pela água quente serve para aquecer o gelo, fundi-lo e eventualmente aquecer o resultado até a temperatura final.
Passo 2
Calcular o calor necessário para aquecer o gelo de
até
. Como
,
Passo 3
Calcular o calor liberado pela água ao esfriar de
até
. Aqui
,
Passo 4
Usamos o calor que sobra da água (após aquecer o gelo até
) para fundir parte do gelo. Logo,
Seja
a massa de gelo que derrete, então
Como não há calor sobrando para aquecer a mistura acima de
, a temperatura final permanece em
e sobra gelo não fundido.
Resposta
A massa de gelo que se funde é
g e a temperatura final de equilíbrio é
.