Question

(UFPI) Num calorímetro que contem 1000g de agua a 20 graus Celsius, introduzimos 500g de gelo a - 16 graus Celsius. O calorímetro é de cobre e sua massa é de 280g. Supondo que não haja perdas de calor, a temperatura final do sistema e a massa de gelo fundida são, respectivamente:
A) 0 graus e 300g
B)1 grau e 280g
C)0 grau e 202g
D)2 graus e 400g
E) 0 grau e 200g


Considere: L= 80 cal/g, cg(calor especifico gelo)= 0,55 cal/g e calor especifico cobre= 0,0286 cal/ggrauscelsius

Answer 1

Precisamos calcular a quantidade de calor que o gelo precisa receber para derreter totalmente.

1) Gelo passando de -16°C para 0°C
Q = m . c. (Tf - To)
Q = 500. 0,55 . (0 + 16)
Q = 4400 cal

2) Gelo mudando da fase sólida para líquida a 0°C
Q = m.L
Q = 500 . 80
Q = 40000 cal

A energia total para transformar o gelo em água (0°C):

Q = 40000 + 4400
Q = 44000 cal

Agora vamos calcular a quantidade de energia que a água e o calorimetro podem dar ao gelo.

1) Água
Q = m. c. (Tf - To)
Q = 1000 . 1 . (0 - 20)
Q = -20000 cal

2) Calorimetro
Q = m. c. (Tf - To)
Q = 280. 0,0286. (0 - 20)
Q = -160,16 cal

A quantidade de energia total da água e do calorimetro é:
Q = - 20160,16 cal

Podemos observar que a quantidade de energia fornecido pela água e calorimetro é muito menor que a quantidade de energia necessário para derreter o gelo.

Desta forma, temos que nem todo gelo será derretido e a temperatura do sistema será de [0°C]


A massa de gelo é calculado da seguinte maneira:

Q = m/L
m = Q/L
m = (44000 - 20160,16)/80
m = 23839,84/80
m = 298 g

Massa do gelo derretido é aproximadamente igual a 300g

Alternativa A

Por favor, se você tiver a resposta, pode confirmar se está correto?

Espero ter ajudado!