A tabela abaixo mostram algumas propriedades do gelo e da água.
calor
específico
calor latente
de fusão
calor latente
de vaporização
gelo
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água
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Qual a quantidade de calor necessária para elevar a temperature da 50 g de água de
até a iniciar a fusão?
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| gelo |
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| água |
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Passo 1
O enunciado pede: “Qual a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de
de água de
até o início da fusão?”\n
Informações relevantes fornecidas:
Informações relevantes fornecidas:
- Massa:
. - Temperatura inicial:
. - Temperatura final (início da fusão):
. - Calor específico do gelo (extraído da tabela):
. - Observação importante: “iniciar a fusão” significa aquecer até
sem ainda fundir o gelo; portanto não incluir o calor latente de fusão.
Passo 2
Interpretação física e o que precisa ser calculado: como o corpo está no estado sólido (gelo) em
e queremos aquecê‑lo até
sem provocar fusão, o processo é apenas aquecimento do sólido. Para esse aquecimento usamos a relação do calor sensível ligada ao calor específico, sem considerar calor latente.
Passo 3
Fórmula que vamos usar e significado das variáveis. A quantidade de calor necessária para aquecer uma massa
de uma substância com calor específico
por uma variação de temperatura
é
Onde:
-
é o calor recebido (em se em e em ); -
é a massa (em ); -
é o calor específico da substância (em ); -
é a variação de temperatura (em ), calculada por .
Explicando de forma concreta:
indica quantas calorias são necessárias para aumentar 1 grama da substância em
. No nosso caso, para o gelo
significa que 1 g de gelo precisa de
para subir
.
Passo 4
Calcular a variação de temperatura:
Passo 5
Substituir os valores na fórmula e calcular passo a passo:
Primeiro calcule
:
Agora multiplique por
:
Passo 6
Unidades e interpretação do resultado: o valor calculado está em calorias, logo
Isso é apenas o calor necessário para aquecer o gelo de
até
. Se a questão pedisse também fundir o gelo, seria preciso somar o calor latente de fusão
multiplicado por
.