Question

Num recipiente de capacidade térmica 30cal/C há 20g de um líquido de calor específico 0,5cal/gC , a 60 C.
Colocando-se nesse líquido 10g de gelo em fusão , qual será a temperatura final de equilíbrio, admitindo-se que o sistema está termicamente isolado do ambiente? O calor latente de fusão de gelo é 80cal/g e o calor específico de água é 1cal/gC

Answer 1

Primeiramente, o recipiente e o líquido estão em equilíbrio então a temperatura do recipiente é de 60ºC.

Para calcular a temperatura de equilíbrio do sistema deve-se igualar a soma dos calores (Q) de cada um a zero:

Q(recipiente) + Q(líquido) + Q(gelo em fusão) + Q(água) = 0

Para calcular o calor(Q) quando há variação de temperatura se usa Q=m.c.ΔT ou Q=C.ΔT; para calcular o calor quando há mudanças de fase usa-se Q=m.l.

C.▲T  +  m . c . ▲T + m . l + m. c. ▲=0
30. (T - 60) + 20. 0,5 . (T- 60) + 10. 80 + 10.1.(T -0) = 0
30T - 1800 + 10T - 600 + 800 + 10T = 0
50T = +1800 + 600 - 800
T= 1600/50
T= 32°C

Answer 2

o recipiente está em equilíbrio com o líquido, assim sua temperatura inicial é de 60ºC. 

Q1 = quantidade de calor do recipiente 
Q2 = quantidade de calor do líquido 
Q3 = quantidade de calor do gelo em fusão 
Q4 = quantidade de calo do gelo derretido 

Q1 + Q2 + Q3 +Q4 =0 
C.ΔT + m.c.ΔT + m.L + m.c.ΔT=0 
30.(T - 60) + 20.0,5.(T - 60) + 10.80 + 10.1(T -0) =0 
30T - 1800 + 10T - 600 + 800 + 10T= 0 
50T = 1600 
T =32ºC