Um pedaço de gelo de 150g a temperatura de -20 e colocado de uma garrafa térmica contendo 400g de água a temperatura de 22°C considerando a garrafa térmica como um sistema perfeitamente isolado e com capacidade térmica desprezível pode se dizer que ao atingir o equilíbrio termico o sistema no interior da garrafa apresenta se como? A:um líquido a 10'5°C. B:um líquido a 15,4°C. C:uma mistura de sólido e líquido a 0°C. D:um líquido a 0°C E:um sólido a 0°C?
Respostas
Q = m x c x θ
Q = 400 x 1 x (0 - 22)
Q = 400 x 22
Q = - 8800 cal
Agora veremos quantas calorias são necessárias para esfriar o gelo de - 20°C até a 0°C
(Dado: Calor Específico do Gelo = 0,5 Cal/g°C)
Q = m x c x θ
Q = 150 × 0,5 x (0 - ( - 20))
Q = 150 × 0,5 x 20
Q = 1500 cal
E quantas calorias seriam necessária para transformar o gelo em líquido?
(Dado: Calor Latente = 80 cal/g)
Q = m x L
Q = 150 x 80
Q = 12000 cal
Como a água não pode ceder a energia necessária para transformar todo o gelo em líquido já que 7300 cal(contando com a perda de calor para trazer de -20°C para 0°C) < 12000 cal, então dizemos que ficou uma parte sólida e uma parte líquida a 0° C
Alternativa (C)
Espero ter ajudado ^^
Pode se dizer que ao atingir o equilíbrio térmico o sistema no interior da garrafa apresenta se como C:uma mistura de sólido e líquido a 0°C.
Como a água perde calor, vamos ver até quantas calorias ela pode ceder até chegar a 0°C:
Q = m x c x θ
Q = 400 x 1 x (0 - 22)
Q = 400 x 22
Q = - 8800 cal
Cálculo de quantas calorias são necessárias para esfriar o gelo de - 20°C até a 0°C:
Q = m x c x θ
Q = 150 × 0,5 x (0 - ( - 20))
Q = 150 × 0,5 x 20
Q = 1500 cal
Cálculo de quantas calorias seriam necessária para transformar o gelo em líquido:
Q = m x L
Q = 150 x 80
Q = 12000 cal
Como sabemos que a água não pode ceder a energia necessária para transformar todo o gelo em líquido, então ficou uma parte sólida e uma parte líquida a 0° C.
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