Question

Um calorímetro de capacidade térmica desprezível contém 500g de água na temperatura de 80ºC. Introduz-se no interior do mesmo 200g de gelo na temperatura
de -30ºC.
Pedem-se:
a) a temperatura de equilíbrio do sistema;
b) a massa de gelo a -30ºC a ser introduzida no calorímetro para que na situação de equilíbrio o calorímetro contenha somente água 0ºC.
Dados: calor específico da água: 1,0 cal/g. ºC
calor específico do gelo: 0,5 cal/g. ºC
calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g.

Answer 1

A- 500 . 1. Tf-80 + 200. 0,5 . Tf-(-30) + 200. 80=0
500tf -40000 +100tf +3000 + 16000= 0
600tf = -16000+40000-3000
600tf = 24000-3000
600tf =21000
Tf =21000/600= 35 graus

Answer 2

Temos a água a 80°C que perderá calor. O gelo passará por 3 etapas:

1° Ganho de energia (calor), que passará de -30°C á 0°C.

2° Fusão (calor latente), onde precisará de energia para passar do estado sólido para liquido.

3°Onde receberá energia da água a 80°C e terminará com outra temperatura final.

Qa+Qg+Qlg+Qa2=0 -> Qa=(-Qg-QLg-Qa2) (-) -> -Qa=+Qg+QLg+Qa2

-(500 x 1 x (T - 80) = 200 x 0,5 x 30 + 200 x 80 + 200 x 1 x (T - 0)

+40000 - 500T = 3000 + 16000 + 200T

-700T = -21000

T = 30ºC