Um recipiente bem isolado, com capacidade térmica desprezível, contém 150 g de gelo a 0^circ C. Sobra algum gelo, após o sistema ter atingido o equilíbrio? Dados: Lr=80 cal / g ; Lc=-540 cal / g; c=1 cal / g. ^circ C

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício nos fala sobre um recipiente bem isolado que tem 150 gramas de gelo a 0^circ C. A pergunta é: depois que o sistema atingir o equilíbrio, ainda vai ter gelo sobrando? Para resolver isso, vamos usar conceitos de transferência de calor, especificamente o calor latente de fusão e a capacidade térmica. Vamos precisar das seguintes informações:
  • Calor latente de fusão do gelo, Lr = 80 , cal/g
  • Calor latente de condensação, Lc = -540 , cal/g
  • Capacidade térmica específica, c = 1 , cal/g^circ C

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa cada termo:
  • Calor latente de fusão ( Lr): é a quantidade de calor necessária para transformar o gelo em água sem mudar a temperatura. Aqui, são 80 cal por grama.
  • Calor latente de condensação ( Lc): é a quantidade de calor liberado quando o vapor de água se condensa em líquido. O valor negativo indica que o calor é liberado.
  • Capacidade térmica específica ( c): é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 grama de substância em 1°C.

Passo 3

Como o recipiente está bem isolado e tem capacidade térmica desprezível, não há troca de calor com o ambiente. Isso significa que todo o calor que é fornecido ou retirado permanece dentro do sistema.

Passo 4

Inicialmente, temos 150 g de gelo a 0^circ C. Para que algum gelo derreta, precisaríamos fornecer calor ao sistema para que o gelo se transforme em água. Porém, como o sistema está isolado e não há fornecimento externo de calor, não há calor disponível para derreter o gelo.

Passo 5

Portanto, como não há calor entrando no sistema para derreter o gelo, a temperatura do sistema permanece constante em 0^circ C, e toda a massa de gelo permanece igual. Não há transformação de gelo para água.

Resposta

Não, após o sistema atingir o equilíbrio, ainda restam 150 g de gelo.

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