Question

Calcule a quantidade de calor necessária para transformar 200g de gelo a -10 ºC em 200 g de vapor a 130 ºC. Dados:calor específico da água: c = 1 cal/g ºC, calor específico do gelo: c = 0,5 cal/g ºC; calor específico do vapor: c = 0,5 cal/g ºC; calor latente de fusão do gelo: Lf = 80 cal/g; calor latente de vaporização da água: Lv = 540 cal/g.

Answer 1

• O que é calorimetria?

A calorimetria (do latim, “calor” - a qualidade do que é quente, e do grego “metro” - medida) é o ramo da física que estuda os fenômenos relacionados às trocas de energia térmica. O termo calor define a energia em trânsito, o qual ocorre devido à diferença de temperatura entre os corpos.

• Qual é sua equação fundamental?

A quantidade de calor recebida ou cedida por um corpo é dada por

$Q=m~.~c~.~\Delta T$

onde,

• Q é quantidade de calor, em J ou em cal
• m é a massa do corpo, em kg ou em g
• c é o calor específico, uma constante de proporcionalidade cujo valor depende do material do qual o corpo é feito, em J/kg.ºC ou em cal/g.ºC
• $\Delta T$ é a variação de temperatura, em ºC

•    O que é calor latente?

É a grandeza física que relaciona a quantidade de calor que uma unidade de massa de determinada substância deve receber ou ceder para mudar de fase, ou seja, passar do sólido para o líquido, do líquido para o gasoso e vice-versa.

Nas mudanças de fase, a quantidade de calor recebida ou cedida, não muda a temperatura da substância , mas modifica o estado de agregação de suas moléculas.

A equação usada nas mudanças de fase é dada por

$Q=m~.~L$

onde,

• Q é a quantidade de calor recebida ou cedida
• m é o valor da massa da substância
• L é o valor do calor latente

• Resolvendo o problema

A quantidade total (Q) de energia necessária será igual à soma de:

Quantidade de calor para elevar a temperatura do gelo de -10 ºC par 0 ºC

$Q_1=m~.~c_{gelo}~.~\Delta T\\\\Q_1=200~.~0,5~.~[0-(-10)]\\\\Q_1=100~.~10\\\\Q_1=1.000~cal$

Quantidade de calor para derreter o gelo

$Q_2=m~.~L_{gelo}\\\\Q_2=200~.~80\\\\Q_2=16.000~cal$

Quantidade de calor para elevar a temperatura da água de 0 ºC para 100 ºC

$Q_3=m~.~c_{\'agua}~.~\Delta T\\\\Q_3=200~.~1~.~(100-0)\\\\Q_3=200~.~100\\\\Q_3=20.000~cal$

Quantidade de calor para evaporar a água

$Q_4=m~.~L_{\'agua}\\\\Q_4=200~.~540\\\\Q_4=108.000~cal$

Quantidade de calor para elevar a temperatura do vapor 100 ºC para 130 ºC

$Q_5=m~.~c_{vapor}~.~\Delta T\\\\Q_5=200~.~0,5~.~(130-100)\\\\Q_5=100~.~30\\\\Q_5=3.000~cal$

Portanto,

$Q=Q_1+Q_2+Q_3+Q_4+Q_5\\\\Q=1.000+16.000+20.000+108.000+3.000\\\\\boxed{\boxed{Q=148.000~cal}}$

• Para saber mais

• Calor latente

https://brainly.com.br/tarefa/27372142

• Calorimetria

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