Question

Determine a quantidade de calor necessária para transformar 20g de gelo, a -20°C, em vapor de água a 120°C. Alguém me ajuda!!

Answer 1

Olá, Mariana.

O calor específico da água é c = 1 cal/g·°C.
A massa, no problema, é m = 20g.

1) A fusão do gelo em água ocorre no intervalo de mudança de temperatura -20 a 0ºC.
   O calor latente de fusão do gelo é L = 333 J/g.
    A quantidade de calor necessária para a fusão do gelo é, portanto:
    Q' = m · L = 20 · 333 = 6.660 J
    O calor específico do gelo é 0,5 cal/g·ºC.
    Como Δθ = 0 - (-20) = 20ºC ⇒
    Q'' = m·c·Δθ = 20·0,5·20 = 200 cal = 200 × 4,18 J = 836 J
    Somando as duas quantidades de calor: Q = Q' + Q'' = 6.660 + 836 = 7.496 J

2) A evaporação da água ocorre no intervalo de mudança de temperatura 0 a 100ºC.
   O calor latente de evaporação da água é L = 2.256 J/g.
    A quantidade de calor necessária para a evaporação da água é, portanto:
    Q' = m · L = 20 · 2.256= 45.120 J
    O calor específico da água é 1 cal/g·ºC.
    Como Δθ = 100 - 0 = 100ºC ⇒
    Q'' = m·c·Δθ = 20·1·100 = 2000 cal = 2000 × 4,18 J = 8.360 J
    Somando as duas quantidades de calor: Q = Q' + Q'' = 45.120 + 8.360 = 53.480 J

3) O calor específico do vapor de água é 0,5 cal/g·ºC.
    No intervalo de mudança de temperatura de 100 a 120ºC temos:
    Δθ = 120 - 100 = 20ºC ⇒
    Q = m·c·Δθ = 20·0,5·20 ⇒ Q = 200 cal = 200 × 4,18 J = 836 J

4) Somando todas as quantidades de calor calculadas nos itens 1 a 3, temos:
    Q = 7.496 + 53.480 + 836 ⇒ Q = 61.812 J