Question

Por favor, me ajudem!!
Um bloco de gelo de massa 100 g encontra-se a 0ºC. Queremos obter água a 10ºC mediante calor fornecido por um resistor de potência elétrica 40W. Num processo ideal, durante quanto tempo esse resistor deve ficar ligado?
Dados: calor específico da água: c=1,0 cal/gºC
calor latente de fusão do gelo: L= 80 cal/g; 1,0 cal= 4,0 J
OBS: Deve-se conter passo a passo de ter obtido a resposta e as unidades de medida também.
Obrigado!!!!!!!!!

Answer 1

O gelo passará por dois processos:
1 - Ele irá ganhar energia até mudar seu estado de agregação, ou seja, até derreter completamente e se transformar em água.
2 - Já em estado líquido, ele irá se aquecer até chegar aos 10°C

O resistor tem potência de 40 Watts, ou seja, 40 Joules por segundo.
A questão pede para considerar cada caloria como 4 Joules.
1 cal --------- 4 J
X cal --------- 40J
x = 10 calorias

Portanto, o motor transfere 10 calorias por segundo.

Agora temos de saber quantas calorias o gelo irá ganhar nos dois processos:
1 - mudar seu estado de agregação:
Q = m * Lf
Q = 100 * 80
Q = 8000 calorias

2 - Aquecer até os 10°C
Q = m*c*Δt
Q = 100 * 1 * 10
Q = 1000 calorias

Qf = Q1 + Q2
Qf = 8000 + 1000 
Qf = 9000 calorias ganhas

Ja temos o total de calorias ganha pelo gelo até chegar a 10° em água.
Agora é só fazer uma regra de três para achar o tempo que o resistor deve permanecer ligado:
10 cal ----------> 1 segundo
9000 cal -------> x segundos

x = 9000/10
x = 900 segundos

Dividindo por 60, temos 15 minutos.

Espero ter ajudado