Question

Determine a quantidade de calor necessária para transformar 100 g de gelo, inicialmente a 0 °C, em 100 g de vapor d’agua a 110 °C. Sabe-se que o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g, o calor latente de evaporação da água é 540cal/g, o calor especifico do gelo e do vapor é 0,5 cal/gºC e o calor específico da água é 1 cal/g°C. * a) 7300 cal. b) 7400 cal. c) 72500 cal. d) 83500 cal. e) 60200 cal.

Answer 1

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 e a vaporização a temperatura permanece constante, porque o calor fornecido ao gelo foi utilizado apenas para convertê-lo em água líquida e o calor fornecido à água líquida foi utilizado apenas para convertê-lo em vapor (0 ºC na fusão e 100 ºC na vaporização).

Dados:

calor específico da água = 1,0 cal/g°C

calor específico do gelo = calor específico do vapor = 0,5 cal/g°C  

calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g

calor latente de vaporização da água = 540 cal/g

Resolução:

Um bloco de gelo passará por várias mudanças de estado até se transformar totalmente em vapor de água. Tendo a fórmula em mente:  Q = m . c . ΔT

1) Fusão do gelo (não há variação de temperatura!)

Q1 = 100 . 80 

Q1 = 8000 cal

2) Aquecimento da água

Q2 = 100 . 1 . (100 - 0)

Q2 = 10000 cal

3) Vaporização da água (não há variação de temperatura!)

Q3 = 100 . 540

Q3 = 54000 cal

4) Aquecimento do vapor de água

Q4 = 100 . 0,5 . (110 - 100)

Q4 = 500 cal

Finalmente,

Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 + Q4

Qtotal = 8000 + 10000 + 54000 + 500

Qtotal = 72500 cal

Resposta: c) 72500

Bons estudos!

Answer 2

Resposta:c) 72500 cal.

Explicação:

m=100 g,To1=0°C,T1=100°C,c1=1 cal/g°C,Q1=?

L2=80 cal,Q2=?

To3=100°C,T3=110°C,c3=0,5 cal/g°C,Q3=?

L4=540 cal/g,Q4=?

Q Total=?

m=50 g,To1=-5°C,T=0°C,c1=0,5 cal/g°C,Q1=?

L2=80 cal/g,Q2=?

To3=0°C,T3=80°C,c3=1 cal/g°C,Q3=?

Q Total=?

Q1=m.c1.ΔT1           Q2=m.L2             Q3=m.c3.ΔT3

Q1=100.1.(100-0)     Q2=100.80         Q3=100.0,5.(110-100)

Q1=100.100              Q2=8000 cal     Q3=50.10

Q1=10000 cal                                       Q3=500 cal

Q4=m.L4                            Q Total=Q1+Q2+Q3+Q4

Q4=100.540                      Q Total=10000+8000+500+54000

Q4=54000 cal                   Q Total=72500 cal