2. Em um laboratório tem-se 650 g de mercúrio em seu estádio sólido a –39 oC. Encontre a energia térmica necessária para passar esta massa de Hg para seu estado gasoso a temperatura de 357 oC. Dados:
Dados:
Temperatura de fusão: –39 oC
Temperatura de ebulição: 357 oC. Calor específico: 0,03 cal/g.oC. Calor latente de fusão: 3 cal/g. Valor latente de ebulição: 65 cal/g. 51922 cal
3. Uma empresa da região pretende fundir 80 g de ferro que se encontra a 18 oC, encontre a quantidade de energia térmica necessária para realizar a tarefa. Dados:
Dados:
Temperatura de fusão do ferro: 1535 oC.
Calor específico: 0,11 cal/g.oC.
Calor latente de Fusão: 8 cal/g. 13,98 kcal
4. Encontre a energia necessária para passar 24 g de gelo de 0 oC para vapor de água a 104 oC. 17,32 kcal Dados:
Calor específico de gelo: 0,5 Cal/g.oC
Calor específico da água: 1,0 Cal/g.oC
Calor específico do vapor de água: 0,5 Cal/g.oC Calor latente de fusão do gelo: 80 Cal/g
Calor latente de ebulição da água: 540 Cal/g
5. Em um dia de elevada temperatura, Ricardo tira duas pedras de gelo iguais do congelador. Uma delas ele coloca sobre a pia e a outra de um copo com água. Se a água do copo e a pia estão à mesma temperatura, onde o gelo derrete mais rápido? Explique.
6. Encontre a temperatura de 62 g de gelo inicialmente –16 oC ao receber 47 kcal. 169,05 oC Dados:
Calor específico de gelo: 0,5 Cal/g.oC
Calor específico da água: 1,0 Cal/g.oC
Calor específico do vapor de água: 0,5 Cal/g.oC Calor latente de fusão do gelo: 80 Cal/g
Calor latente de ebulição da água: 540 Cal/g
Respostas
Explicação:
Vamos lá!
Para essas questões, vamos usar o calor sensível, cuja fórmula é
Q = m . c . Δt. Também vamos usar o calor latente, cuja fórmula é
Q = m . L
Agora sim:
2. Para essa questão, temos 3 transformações:
O mercúrio funde a -39 °c
Aquece até 357°c
Vaporiza a 357°c
A soma desses três calores é o calor total: Qt = Q₁ + Q₂ + Q₃
Qt = ( m . L ) + (m . c . Δt) + (m . L)
Qt = ( 650 . 3) + ( 650 . 0,03 . 357 - ( - 39) ) + ( 650 . 65)
Qt = 1950 + (19,5 . 396) + 42.250
Qt = 44.200 + 7722
Qt = 51.922 calorias - essa é a energia térmica total.
3. Qt = Qs + QL
Qt = ( m . c . t ) + ( m . L)
Qt = ( 80 . 0,11 . 1535 - 18 ) + ( 80 . 8)
Qt = ( 8,8 . 1517 ) + 640
Qt = 13,349 + 640
Qt = 13.989 calorias
4. Qt = Qs + Ql
Qt = ( m . L) + ( m . c t ) + ( m . L ) ( m . c . t )
Qt = ( 24 . 80 ) + ( 24 . 1 . 100) + ( 24 . 540 ) + ( 24 . 0,5 . 4 )
Qt = 1920 + 2400 + 12.960 + 48
Qt = 17.328 calorias
5. Na pia. Embora estejam à mesma temperatura e o equilíbrio térmico seja atingido em mesma temperatura, o gelo na pia fica em contato direto com o ar também, e recebe mais calor do que no copo de água. Além disso, o calor específico da água é muito alto, o que significa que ela demora mais para transferir calor para outro corpo. Dessa forma, o gelo receberá calor mais rápido na pia.
6. Vamos descobrir se o gelo derreteu primeiro, achando a quantidade de calor necessária para derreter:
Q = aquecer até 0° + derreter
Q = m . c . t + m . L
Q = 62 . 0,5 . 16 + 62 . 80
Q = 496 + 4960
Q = 5456 calorias para derreter.
Agora, com o restante das calorias, vamos achar a temperatura final:
Q = m . c . t
47.000 - 5456 = 62 . 1 . T
41.544 = 62T
T = 670°c
Nesse caso, sabemos que essa quantidade de calor consegue elevar a temperatura até mais de 100°. A água vaporiza a 100°c, o que significa que boa parte desse calor vai ser usado para vaporizar a água. Vamos calcular quanto calor é usado para esquentar de 0 a 100 graus e vaporizar a água:
Q = m . c . t + m . L
Q = 62 . 1 . 100 + 62 . 540
Q = 6200 + 33.480
Q = 39.680 calorias para vaporizar
Temos que de 47.000 calorias, gastamos 5456 para derreter e 39.680 para vaporizar. Nos restam 1864 para variar a temperatura.
Q = m . c .t
1864 = 62 . 0,5 . t
31T = 1864
T = 1864 / 31
T = 60°
Logo, a temperatura varia em 60°. Como a água estava a 100°c, a temperatura final é de 160°c.
Espero ter ajudado!