Paulo, um curioso possui à sua disposição 1L d'água congelado à -10°C e deseja transformá-la totalmente em vapor. Qual a quantidade de calor absorvida para que vaporize e chegue à temperatura de 120C.
Respostas
Resposta:
Q = 734,6 kcal
Explicação:
Olá!
Primeiro, como a mesma quantia de água tem sua temperatura elevada de -10°C a 120°C, temos que ter em mente que ela passará por dois processos de mudança de estado: a fusão (quando chega a 0°C) e a ebulição (quando chega a 100°C).
Isso significa que teremos que calcular duas quantidades de calor diferentes: o calor sensível e o calor latente.
O calor sensível é a variação "simples" de temperatura de um corpo qualquer: se você varia a temperatura e ele não muda de estado, o calor é sensível.
Caso haja mudança de estado, o calor é latente.
Então, no nosso caso, temos 3 estágios de calor sensível (-10°C - 0°C --- 0°C - 100°C --- 100°C - 120°C) e 2 de calor latente (fusão em 0°C e ebulição em 100°C).
Lembremos que 1L de água = 1kg = 1000g.
Calcularemos a quantidade de calor para cada etapa e somaremos ao final.
1) -10°C a 0°C - Calor sensível
Para o gelo, c = 0,5 cal/g°C
2) Mudança de estado (sólido - líquido) - Calor Latente
Para a água, temos que L = 80 cal/g
3) Aumento de 0°C a 100°C - Calor Sensível
Para a água em estado líquido, c = 1 cal/g°C
4) Mudança de estado (líquido - gasoso) - Calor Latente
Para a água em vaporização, temos L = 540 cal/g
5) Aumento de 100°C para 120°C - Calor Latente
Para a água em forma de vapor, c = 0,48 cal/g°C
Por fim, somamos todas as quantidades de calor para saber o total absorvido por essa quantia de água:
(Apenas confirme, por favor, as contas. Obrigado!)
Abraços