Question

Determine a quantidade de calor em kj necessário para um bloco de gelo com 2 kg de massa , inicialmente a -10 °C , seja aquecido até a temperatura de 5 °C. Calor específico do gelo = 0,5 cal/g °C/ calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g

Answer 1

Bom, primeiramente vamos a elaboração dos dados do exercício, então temos que :

Bloco de gelo :
massa = 2 kg.
Temperatura Inicial = -10°C
Temperatura Final = 5°C
calor específico = 0,5 cal/g°C

Primeiramente devemos aquecer o gelo até 0°C para que o bloco de gelo transforma-se em água a 0°C para que assim possamos elevar a água até a 5°C

Então, temos que de -10°C para 0°C precisamos fornecer ao bloco de gelo uma quantidade de calorias igual á:

Q = m.c.Δt ----> Q = 2000.0,5.(0 - 10) -----> Q = 2000.0,5.0,5.10 ----> Q = 10.000 calorias.

Então, com o bloco já em 0°C calculemos então a energia necessária para passar para água.

Q = m.L -----> Q = 2000.80 ----> Q = 160.000 calorias.


Com a água vinda do gelo, transformaremos a mesma em água a 5°C da seguinte forma :

Q = m.c.Δt ----> Q = 2000.1.(5 - 0) ----> Q = 2000.1.5 ----> Q = 10.000 calorias.

Somando o valor de todos os calores gastos no processo temos que :

Q¹ + Q² + Q³ = X
10.000 + 160.000 + 10.000 = X
X = 180.000 calorias no total que são necessárias para variar um bloco de gelo de -10°C para 5°C

Porém, o exercício pediu em kJ, então, faremos a conversão de calorias para joules e de joules para kj.

1 caloria ----> 4,18 J
180.000 calorias ----> X J
x = 752.400 J

Agora de Joules Para kj, temos que :

1 joule ----> 0,001 kj
752.400 joules ----> x
x =  752,4 kj.

Portanto a Energia Total em Quilo Joules Equivale a 752,4.

Espero ter ajudado amigo.