Question

considerando que os valores para o calor específico do gelo e da água são, respectivamente, 0,5 cal/g°c e 1,0 cal/g°c e que o calor de latente de fusão do gelo vale 80 cal/g e o calor latente de vaporização da água vale 540 cal/g, determine a energia consumida para transformar 100 g de gelo à – 10°c em vapor de água a 100 °c. (dica: calcule as etapas do processo individualmente e some os resultados). sua resposta

Answer 1

Olá!

Considerando que os valores para o calor específico do gelo e da água são, respectivamente, 0,5 cal/g°C e 1,0 cal/g°C e que o calor de latente de fusão do gelo vale 80 cal/g e o calor latente de vaporização da água vale 540 cal/g, determine a energia consumida para transformar 100 g de gelo à – 10°C em vapor de água a 100 °C. (Dica: calcule as etapas do processo individualmente e some os resultados).

Temos os seguintes dados:

Qtotal (quantidade de calor) = ?

m (massa) = 100 g

* calor latente de fusão do gelo (Lf) = 80 cal/g

* calor latente de vaporização da água (Lv) = 540 cal/g

* calor específico da água (c) = 1 cal/gºC

* calor específico do gelo (c) = 0,5 cal/gºC

Resolução:

1º Passo: [ VAMOS AQUECER O GELO DE - 10ºC até 0ºC]

Encontre a quantidade de calor sensível para o aumento da temperatura, sabendo que:

ΔT = T - To

ΔT = 0 - (-10)

ΔT = 0 + 10

ΔT = 10 ºC

Logo:

$Q_1 = m*c*\Delta{T}$

$Q_1 = 100*0,5*10$

$\boxed{Q_1 = 500\:cal}$

2º Passo: [ VAMOS DERRETER O GELO a 0ºC]

Agora, encontre a quantidade de calor latente para o derretimento do gelo, vejamos:

$Q_2 = m*L_f$

$Q_2 = 100*80$

$\boxed{Q_2 = 8000\:cal}$

3º Passo: [ VAMOS AQUECER A ÁGUA DE 0ºC até 100ºC]

Calculemos a quantidade de calor, sabendo que:

ΔT = T - To

ΔT = 100 - 0

ΔT = 100 ºC

Logo:  

$Q_3 = m*c*\Delta{T}$

$Q_3 = 100*1*100$

$\boxed{Q_3 = 10000\:cal}$

4º Passo: [VAMOS APLICAR A QUANTIDADE DE CALOR LATENTE NA VAPORIZAÇÃO]  

Agora, encontre a quantidade de calor latente para a vaporização da água, vejamos:

$Q_2 = m*L_v$

$Q_2 = 100*540$

$\boxed{Q_2 = 54000\:cal}$

5º Passo: [ QUANTIDADE DE CALOR TOTAL OU ENERGIA CONSUMIDA NO PROCESSO]

$Q_{total} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4$

$Q_{total} = 500 + 8000 + 10000 + 54000$

$\boxed{\boxed{Q_{total} = 72500\:cal}}\:\:ou\:\:\boxed{\boxed{Q_{total} = 72,5\:kCal}}\end{array}}\:\:\:\:\:\:\bf\green{\checkmark}$

*** Agora, a curva de aquecimento do fenômeno apresentado. (segue em anexo)

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$\bf\blue{Espero\:ter\:ajudado, sauda\c{c}\~oes ...\:Dexteright02!}\:\:\ddot{\smile}$