Para transformar 1,00 g de gelo a temperatura de -30,0^circ C em vapor d’água a 120^circ C, foi necessário fornecer 3111,2 J de calor.
Qual fração da energia total foi utilizada no processo de fusão de todo gelo em água. de evaporação da água em vapor.
Obs.: É obrigatório apresentar os cálculos, respostas sem cálculos ou cálculos incorretos não serão consideradas.
a) 1,3 %
b) 2,0 %
c) 10,7 %
d) 13,4 %
e) 72,5 %

Passo 1

O enunciado pede para transformar 1,00 g de gelo a –30,0 °C em vapor d’água a 120 °C, fornecendo-se Q_total = 3111,2 J. Vamos usar calorimetria em quatro etapas: aquecer o gelo até 0 °C, fundir o gelo, aquecer a água líquida até 100 °C, vaporizar a água e, por fim, aquecer o vapor até 120 °C. O que nos interessa aqui é o calor gasto na fusão (Q_fusão) e na vaporização (Q_vap).

Passo 2

Para calcular o calor de fusão usamos a expressão da entalpia de fusão, sabendo que L_f = 334 J/g:
Qfusão = m,Lf = (1,00,g)times(334,J/g) = 334,J ã

Passo 3

Para calcular o calor de vaporização usamos a entalpia de vaporização, sabendo que L_v = 2260 J/g:
Qvap = m,Lv = (1,00,g)times(2260,J/g) = 2260,J

Passo 4

Agora obtemos as frações das energias comparando com Q_total. Para fusão:
ffusão = QfusãoQtotaltimes100% = 3343111,2times100% approx 10,7% ãã
E para vaporização:
fvap = QvapQtotaltimes100% = 22603111,2times100% approx 72,5%

Resposta

A fração da energia total para fusão é 10,7 % e para vaporização é 72,5 %.

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