Vapor a
é acrescentado a gelo a
.
E se a massa de vapor for
e a massa de gelo
.
E se a massa de vapor for
Passo 1
O enunciado pede para analisar o resultado de misturar
de vapor d’água a
com
de gelo a
. O conteúdo é de calorimetria, usando conservação de energia: o calor cedido pelo vapor (na condensação e no resfriamento) vai fundir parte do gelo. Vamos precisar de
– calor específico da água: ,
– calor latente de vaporização: ,
– calor latente de fusão: .
– calor específico da água:
– calor latente de vaporização:
– calor latente de fusão:
Passo 2
Calcular o calor liberado na condensação do vapor a
:
com
, logo
Passo 3
Calcular o calor liberado ao resfriar a água formada de
até
:
logo
Passo 4
O calor total disponível para fundir o gelo é
Passo 5
Se tentássemos derreter todo o gelo
, o calor necessário seria
mas
, ou seja, não há calor suficiente para fundir todo o gelo. Só parte dele vai derreter. A massa de gelo fundida é
Passo 6
Depois da troca de calor, a temperatura final fica em
e teremos
– massa de água total: (vapor condensado)
(gelo derretido)
,
– massa de gelo remanescente: .
– massa de água total:
– massa de gelo remanescente:
Resposta
Massa de gelo fundido:
.
Massa de água final: .
Massa de gelo remanescente: .
Temperatura final: .
Massa de água final:
Massa de gelo remanescente:
Temperatura final: