Temos inicialmente 200 g de gelo a -10^circ C. Determine a quantidade de calor que essa massa de gelo deve receber para se transformar em 200 g de água líquida a 20^circ C. Trace a curva de aquecimento do processo (dados calor específico do gelo =0,5 cal / g^0 C; calor específico da água =1 cal / g^0 C; calor latente de fusão do gelo =80 cal / g ). Resp: 21 kcal

Passo 1

O enunciado nos dá m=200 g de gelo a -10^circC e pede o calor necessário para se obter água líquida a 20^circC. O conteúdo envolve calor sensível ( Q = m,c,De<a T) e calor latente de fusão ( Q = m,Lf). Dados: c>=lo=0,5 cal/g^circC, cágua=1 cal/g^circCá, Lf=80 cal/g.

Passo 2

Aquecimento do gelo de -10^circC até 0^circC.
A fórmula do calor sensível é Q = m,c,De<a T. Logo,
Q1 = 200times 0,5 timesl(0 - (-10)r) = 200times 0,5times10 = 1000 cal

Passo 3

Fusão do gelo a 0^circC.
O calor latente é Q = m,Lf. Logo,
Q2 = 200 times 80 = 16000 cal

Passo 4

Aquecimento da água de 0^circC até 20^circC.
Usando Q = m,c,De<a T para a água,
Q3 = 200 times 1 times (20 - 0) = 4000 cal

Passo 5

Calor total e conversão para quilocalorias:
Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 = 1000 + 16000 + 4000 = 21000 cal = 21 kcal

Passo 6

Curva de aquecimento T versus Q:
– De -10 a 0^circC: inclinação positiva (gelo absorvendo calor sensível).
– Em 0^circC: trecho horizontal (calor latente de fusão).
– De 0 a 20^circC: inclinação positiva (água absorvendo calor sensível).

Resposta

21 kcal

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