Question

Considere um recipiente fechado e isolado de massa desprezível que contém em seu interior 0,375 kg de água a uma temperatura inicial de 65ºC. Quantos quilogramas de gelo inicialmente a -10ºC devem ser colocado na água para que a temperatura final do sistema seja igual a 20ºC após ser antingido o equilíbrio térmico? Despreze a perda de calor para o ambiente externo.
Dados: Calor específico do gelo: 2100 J/Kg.k, calor específico da água líquida: 4190 J/Kg.K, calor latente de fusão (gelo em água): 334x10^3 J/kg

Answer 1

Olá,

Primeiramente vamos calcular o calor perdido da água até 20 °C:
 
Q=m.c.Δt
Q=0,375.4190.(20-65)
Q=-70 706,25 J

Logo, o calor latente do gelo, somado ao calor cedido para o gelo de -10°C até 0 °C deve ser numericamente igual a este valor de calor perdido da água, já que não há trocas de calor externas.

CalorCedido + CalorLatente = 70 706,25
m.2100.(0-(-10)) + m.334 000 = 70 706,25
m(21000 + 334 000)= 70 706,25
m=0,199 kg

Espero ter ajudado.