Question

Calcule a quantidade de calor que 200g de gelo a -15c se transforme em agua a 60c

Answer 1

Para se efetuar esse cálculo nós precisamos dividir nosso sistema em três partes: o calor necessário para o gelo chegar a 0°C, o calor necessário para o gelo mudar de estado (calor latente) e o calor necessário para o gelo, agora água chegar a 60°C.

Uma coisa que faltou no problema foram os calores específicos de cada substância. Mas eu já tinha em meu caderno uma tabela.

Parte 1

O gelo tem calor específico de 0.5 cal/g °C. Assim nós calcularemos o calor para que o gelo chegue 0°C:

$Q=m\cdot c\cdot \Delta T$

$Q=200\cdot 0.5\cdot (0-(-15))=100\cdot15=1500cal$

Agora para o gelo se derreter completamente nós precisamos calcular o quantidade de calor latente. O calor latente de fusão da água é de 79.6 cal/g. Para achar o procurado nós fazemos:

$L=\frac{Q}{m}$


$79.6=\frac{Q}{200} \therefore Q=15920 cal$

Ou seja para 200g de gelo se tornar água por completo precisaremos de 15920 cal.

Para o terceiro passo nós precisamos saber quanto calor para a água chegar de seus 0°C para 60°C.

O calor específico da água é de 1 cal/g °C. Assim:

$Q=m\cdot c\cdot \Delta T$

$Q=200 \cdot 1\cdot (60-0)=12000cal$

Assim precisamos de mais 12000 calorias para a água chegar a essa temperatura.

No total foram fornecidas ao gelo $1500+15920+12000=29420cal$.