Se 50 g de água aquecida a 80°C são derramadas numa cavidade escavada em um grande bloco de gelo a 0°C, qual será a temperatura final da água na cavidade? Mostre que 50 g de gelo devem ser totalmente derretidos a fim de resfriar a água quente até essa temperatura.
Passo 1
Falaaa galera, tudo tranquilo?
A questão trata de uma mistura entre gelo e água quente. Sendo a massa de gelo muito maior que a de água, sabemos que a temperatura de equilíbrio do sistema será igual a temperatura inicial do gelo, 0°C.
Ah, como no enunciado não foi fornecido os calores latentes e específicos necessários para a resolução, aqui vão eles:
Passo 2
Vamos começar calculando a quantidade de calor cedida pela massa de 50g de água ao ser resfriada de 80°C para 0°C. Utilizando a fórmula da quantidade de calor específica para essa transformação, temos:
O sinal negativo nos indica que o calor foi liberado.
Passo 3
Agora vamos calcular a quantidade de calor recebida por uma massa m de gelo a 0°C ao ser fundida em água também a 0°C. Analogamente ao feito no passo anterior, temos:
Passo 4
Estando o sistema isolado temos que a soma algébrica das quantidades de calor deve ser igual a zero. Esse conceito é conhecido como princípio geral das trocas de calor e consiste em um caso específico da lei da conservação de energia para quando estamos lidando apenas com trocas de calor. Portanto:
Sim, essa questão é bem parecida com a 39!
Resposta
A temperatura final da água na cavidade será de 0°C.