Utilize as seguintes propriedades da água em diferentes fases (sob pressão ambiente) para resolver as questões a seguir (assumindo-as constantes nas faixas de temperatura usadas):
ll De<a hsl, 0^circ C=333 kJ / kg & De<a hlv, 100^circ C=2250 kJ / kg Cp liq =4184 J /(kg cdot K) & Cp vap =1500 J /(kg cdot K) Cp sol =2100 J /(kg cdot K)
O mesmo aquecedor tem seu calor dirigido para a mesma massa de 5 kg de gelo a 0^circ C, e é ligado durante 20 minutos. Não havendo perdas para o ambiente, determine qual a temperatura final dessa massa, assim como seu estado físico.

Passo 1

O enunciado diz que temos uma massa de 5,kg de gelo a 0^circC e que um aquecedor permanece ligado durante 20 minutos, entregando todo o calor a essa massa sem perdas. Conhecemos as entalpias de fusão e vaporização e os calores específicos de cada fase.

Passo 2

Para saber a temperatura final precisamos comparar o calor fornecido pelo aquecedor,
Q = P times t,
com o calor necessário para fundir o gelo e, se ainda sobra calor, elevar a temperatura da água líquida (e depois vaporizar, etc.). Porém, o enunciado não informa a potência P do aquecedor.

Passo 3

Sem o valor de P não podemos calcular Q e, consequentemente, não há como determinar quantitativamente até que ponto o gelo será aquecido/fundido nem qual será sua temperatura final ou estado físico.

Resposta

Não é possível determinar a temperatura final nem o estado físico da massa de gelo porque não foi fornecida a potência do aquecedor.

Exercícios relacionados