Question

Uma massa de 4000 g de água está exatamente a 100°C. Sabendo que o calor de vaporização da água é de 540 cal/g, determine a quantidade de calor, em kcal, necessária para vaporizar 40% da massa de água.​

Answer 1

Resposta:

Nesta questão de termodinâmica, como a água já está em sua temperatura de vaporização (assumindo a pressão de 1 atm), basta multiplicarmos a massa de água que desejamos vaporizar pelo calor de vaporização da água. Encontraremos então a seguinte quantidade de calor:

Q = 864 kcal

Explicação:

Vamos primeiro anotar os dados, para que fique mais fácil entender a questão.

Massa de água: $m = 4000 g$

Calor de vaporização da água: $Cv = 540 \frac{cal}{g}$

Temperatura da água: t = 100° C

Quantidade de água a ser vaporizada: mv = 40% de m

Qual a quantidade de calor necessária em kcal? Q

Vamos começar calculando a quantidade de água que desejamos vaporizar:

$40\%\:de\:4000\:g$

$\frac{40}{100} \cdot 4000 g = 1600 g$

$mv = 1600 g$

Para determinar a quantidade de calor, basta agora utilizar o calor de vaporização fornecido. Observe que a unidade de de Cv é cal/g (calorias por grama), ou seja, ela nos diz quantas calorias necessitamos para vaporizar uma grama de água. Então, necessitamos de 540 calorias para cada grama de água que desejamos vaporizar. Como desejamos vaporizar 1600g de água basta fazer a multiplicação:

$Q = Cv\cdot 1600g\\Q = 540\frac{cal}{g} \cdot 1600g\\Q = 864000\:cal$

Precisamos da resposta em kcal, ou seja kilo calorias. Cada 1000 cal são 1 kcal, então basta dividir o resultado por 1000:

$Q = \frac{864000}{1000} cal\\Q = 864\:kcal$

Dicas

Em física é importante prestar atenção nas unidades de grandeza. Muitas vezes podemos encontrar soluções só por elas, mesmo sem ter memorizadas todas as fórmulas. Neste caso, a unidade de calor de vaporização (cal/g) nos ajuda a entender o cálculo a ser feito. Também é importante colocar as unidades quando estamos calculando, para saber se estamos no caminho certo. Por exemplo, aqui quando calculamos Q, notamos que podemos cancelar a massa (g) e ficamos apenas com a quantidade de calor (cal) que desejamos.

Aprenda mais sobre termodinâmica em: https://brainly.com.br/tarefa/43434581