Colocam-se 50g de gelo a 0°C em 100g de água. Após certo tempo, verifica-se que existem 30g de gelo boiando na água em equilíbrio térmico. Admitindo-se que não houve troca de calor com o ambiente e que o calor latente de fusão do gelo é de 80 Cal/g:
a)Qual a temperatura final da mistura?
b)Qual a temperatura inicial da água?
(Pessoal, gostaria da ajuda passo a passo por favor. Obrigado!!)
Respostas
Se há água e gelo em equilíbrio térmico, podemos concluir que a mistura está a 0ºC (única temperatura possível para que os dois estados coexistam). ⇒ Q = mL ⇒ Q = (50-30).80 ⇒ Q = 20.80 ⇒ Q = 1600cal
- 50g de gelo a 0ºC em 100g de água a xºC
Sabemos que um recebe calor e o outro cede ⇒ Qr + Qc = 0. No caso, o gelo recebeu calor para aumentar sua temperatura, e a água cedeu calor para baixar sua temperatura.
⇒ 1600 + m.c.ΔT = 0 ⇒ 100.1.(0-T₀) = -1600 ⇒ -100T₀ = -1600
⇒ T₀ = 1600/100 ⇒ T₀ = 16ºC
a) A temperatura final da mistura é de 0ºC
b) A temperatura inicial é de 16ºC
a)A temperatura final da mistura é de 0°C
b)A temperatura inicial da água equivale a 16°C.
O calor sensível é aquele que provoca uma variação na temperatura. Para calcular o calor sensível perdido ou absorvido pelo corpo usamos a fórmula abaixo -
Q = mcΔt
Onde,
m = massa do corpo
ΔT = variação da temperatura
c = calor específico do corpo
O calor latente é o calor que, ao ser fornecido ou retirado de um corpo, provoca uma mudança de estado físico.
Podemos calcular o Calor Latente por meio da seguinte equação -
Q = mL
Onde,
m = massa do corpo
L = calor latente do corpo
Se ainda existe gelo na mistura, significa que o gelo ainda está na temperatura de fusão da água. Logo, o equilíbrio térmico se deu a 0°C.
Para calcular a temperatura inicial da água, precisamos lembrar que as trocas de calor ocorrerão de forma que o calor cedido pela água equivale ao calor recebido pelo gelo-
∑Q = 0
mcΔT água + mL = 0
100. 1. (0 - To) + 20. 80 = 0
100To = 1600
To = 16°C
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