Um cubo de gelo de massa 200g, inicialmente à temperatura de - 20 °C, é aquecido até se transformar em água a 40 °C (dados: calor específico do gelo 0,50 cal/g °C; calor específico da água 1,0 cal/g °C; calor de fusão do gelo 80 cal/g). As quantidades de calor sensível e de calor latente trocados nessa transformação, em calorias, foram, respectivamente:
a) 18 000 e 15 000
b) 15 000 e 18 000
c) 12 000 e 16 000
d) 14 000 e 18 000
e) 11 000 e 14 000
Respostas
Olá,
essa é uma questão sobre Calorimetria - trocas de calor com mudança de estado.
A quantidade de calor sensível recebida ou cedida por um corpo pode ser calculada através da seguinte fórmula:
Q = m . c . ΔT
Sendo:
Q: quantidade de calor sensível (J ou cal)
m: massa do corpo (kg ou g)
c: calor específico (J/kg.ºC ou cal/g.ºC)
ΔT: variação de temperatura (ºC), ou seja, a temperatura final menos a temperatura inicial
Alguns conceitos são importantes para a resolução do problema proposto, saiba que:
* Durante a fusão a temperatura permanece constante, porque a energia térmica (calor) fornecida ao gelo foi utilizada apenas para convertê-lo em água líquida, fazendo com que a temperatura nessa mudança de estado físico permaneça constante (0ºC na fusão).
* Dados:
calor específico da água = 1,0 cal/g°C
calor específico do gelo = 0,5 cal/g°C
calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g
Resolução:
1) Aquecimento do gelo
Q = m . c . ΔT
Q = 200 . 0,5 . (0 - (-20))
Q1 = 2000 cal
2) Fusão do gelo (não há variação de temperatura!)
Q2 = 200 . 80
Q2 = 16000 cal
3) Aquecimento da água
Q3 = 200 . 1 . (40 - 0)
Q3 = 8000 cal
Finalmente,
Quantidade de calor sensível = Q1 + Q3 = 2000 + 8000 = 10000 cal
Quantidade de calor latente = Q2 = 16000 cal
Por favor, confira os dados do enunciado e as alternativas, pois não tem como ser uma resposta diferente de 10000 cal e 16000 cal.
Bons estudos!