USE SEMPRE AS UNIDADES NO SISTEMA SI (Internacional, MKS).
Quantos gramas de gelo em
precisa para que
de água a
ter uma temperatura final igual a
?
Quantos gramas de gelo em
Passo 1
Beleza, então o problema pede para descobrir quantos gramas de gelo a 0,00 °C eu preciso colocar em 1,00 L de água a 25,0 °C para que, no final, toda a mistura fique a 4,00 °C.
Conteúdo: conservação de energia térmica (princípio de que o calor perdido por um corpo é igual ao calor ganho por outro).
Vamos precisar de:
Conteúdo: conservação de energia térmica (princípio de que o calor perdido por um corpo é igual ao calor ganho por outro).
Vamos precisar de:
- Densidade da água ~ 1,00 kg/L, logo 1,00 L = 1,00 kg
- Calor específico da água,
- Calor latente de fusão do gelo,
- Equação de conservação de energia:
Passo 2
Calcular o calor perdido pela água quando ela esfria de 25,0 °C até 4,00 °C.
Usamos
Usamos
Mas aqui
Logo:
Passo 3
Calcular o calor que o gelo precisa ganhar para derreter e depois aquecer o meltwater de 0,00 °C até 4,00 °C.
São duas etapas para 1 kg de gelo:
São duas etapas para 1 kg de gelo:
- Fusão a 0 °C:
- Aquecer a 0→4 °C:
Total que o gelo ganha:
Passo 4
Equilibrar as trocas de calor (módulos iguais, sinais opostos):
Substituindo:
Calcular o que está dentro do parêntese:
Então
Resposta
Para resfriar 1,00 L de água de 25,0 °C até 4,00 °C, você precisa de cerca de 2,50×10^2 g de gelo a 0,00 °C.