Question

Em um copo com 100 gramas de água, inicialmente a 90°C, é colocado 100 gramas
de gelo a 0°C. Com base nessas informações, assinale a alternativa que apresenta a
temperatura da água no copo após o gelo ser totalmente dissolvido. Considere que o
copo é um sistema isolado e, se necessário, que o calor latente de fusão do gelo é 80
cal/g.

Answer 1

Resposta:

Oi

Este tipo de problema torna-se um pouco complicado pela razão de integrar 4 processos termodinâmicos, que terão de ser resolvidos.

Separamos cada processo:

q1 = mcΔT = A energia liberada pela água para elevar a temperatura do gelo até 0°C

q2 = mΔH = energia gasta para derreter todo o gelo

q3 = mcΔT = energia gasta para elevar a temperatura da água

Note que a temperatura do gelo neste caso = 0°C, portanto q1 = 0

Sabemos que há conservação de energia e para tanto

q1 + q2 + q3 = q4

q1 = 0

q2 = (100g) (80cal/g) = 8000 cal

q3 = (100g) (0,9983cal/g°C) (Tf - 0) = 99,83 cal (Tf - 0)

q4 = - (100g) (0,9983cal/g°C) (Tf - 90°C) =  - 99,83 cal (Tf - 90)

8.000 + 99,83(Tf) =  - (99,83Tf + 8984)

99,83(Tf) + 99,83(Tf) = 8984 - 8000

199,66(Tf) = 984 cal

Tf = 984 / 199,66 = 4,92°

Explicação: