Question

Quantas calorias é preciso fornecer a uma barra de gelo de massa 100g, a uma temperatura de -10°C, para que ela se torne em água líquida a 0°C? (dados: calor específico do gelo = 0,5 cal/g°C; calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g) *
500 cal
5 kcal
8,5 kcal
8500 joules

ME AJUDAAAAA POR FAVOR

Answer 1

Resposta:

É preciso fornecer 8,5 kcal para derreter uma barra de gelo (inicialmente a -10 °C) e se obter água a  0 °C.

Explicação:

Para resolver esse problema deve-se lembrar de duas equações da calorimetria.

• A primeira é a equação fundamental, que permite calcular a quantidade de calor, Q₁, usada na variação da temperatura, ΔT, de uma quantidade de alguma substância:

$\boxed{\sf \displaystyle Q = m \cdot c \cdot \Delta T} \ \sf (I)$

$\sf \displaystyle c \rightarrow \text{(calor especifico da substancia)}$

• A segunda, permite calcular a quantidade de calor, Q₂, usada na mudança de fase (ou estado) de uma porção de alguma substância.

$\boxed{\sf \displaystyle Q = m \cdot L } \ \sf (I)$

$\sf \displaystyle L \rightarrow \text{(calor latente da substancia para dada mudanca de fase)}$

Deve-se reparar, no enunciado, que o gelo está inicialmente a -10 °C e portanto deve ser aquecido até 0 °C que é o ponto de fusão. Para esse aquecimento serão necessárias Q₁ calorias. Usando a equação (I):

$\sf \displaystyle Q_1 = 100 \cdot 0,5 \cdot [0 - (-10)]$

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

Uma vez que o gelo esteja a 0 °C, serão necessárias Q₂ calorias para transformá-lo completamente em água a 0 °C. Usando a equação (II):

$\sf \displaystyle Q_2 = 100 \cdot 80$

$\boxed{\sf \displaystyle Q_2 = 8.000 \: cal }$

Dessa forma, o calor total para derreter o gelo (inicialmente a -10 °C) é a soma de Q₁ com Q₂.

$\sf \displaystyle Q_T = Q_1 + Q_2 = 500 + 8.000$

$\boxed{\sf \displaystyle Q_T = 8.500 \: cal }$

ou

$\boxed{\sf \displaystyle Q_T = 8,5 \: kcal }$