Uma quantidade de 1,5kg de certa substância encontra-se inicialmente na
fase sólida, à temperatura de -20ºC. Em um processo a pressão constante
de 1,0atm, ela é levada à fase liquida a 86ºC. A potência necessária
nessa transformação foi de 1,5kJ/s. O gráfico na figura mostra a
temperatura de cada etapa em função do tempo
Calcule
a) o calor latente de fusão L(f)
b) o calor necessário para elevar a temperatura de 1,5kg dessa substãncia de 0 a 86ºC
Respostas
A)
Pot = Q
Δ t = m*L*Δt
1,5 = 1,5 * L (6,2 - 0,7) * 60
L = 330 kJ
Q = 1,5 * (12,2 - 6,2) * 60 (kJ)
B)
Q = Pot Δt
Q = 540 kJ
Espero ter ajudado.
Resposta:
A) 330 kj/kg
B) 540 kj
Explicação:
Resolução da Letra A
Tenha em mente que a Potência sempre será o trabalho dividido pelo tempo, ou seja, é possível assumir que a potência é o calor dividido pelo tempo (T), visto que pela definição ele é uma energia encontrada em trânsito. Além disso, o enunciado informa o valor da Potência, sendo este 1,5 KJ/S. Assim podemos assumir que:
Pot = Q/ T
1,5 = Q/ T
Apesar de não informar o valor de Q, é possível encontrar o intervalo de tempo no gráfico (0,7 - 6,2 min) e calcular o . Sendo assim:
T= T final - T inicial
T = 6,2 - 0,7
T = 5,5 minutos
Como, a unidade da potência foi dada em KJ/ s (segundos) será necessário transformar o valor de minutos para segundos, buscando manter a mesma unidade. Como 1 min é igual a 60 segundos, podemos assumir que:
T = 5,5 x 60 = 330 segundos
Depois, substitui esses valores na fórmula da potência.
1,5 = Q/ T
1,5 = Q/ 330
Q = 330 x 1,5
Q = 495 KJ
Daí, finalmente, você pode colocar o valor de Q na fórmula do Calor Latente para descobrir L, a incógnita que o exercício pede. Aliás, utiliza-se tal equação pois a temperatura permanece constante. O valor da massa está no enunciado. Portanto:
Q = m . L
495 = 1,5 L
L = 495/1,5
L = 330 KJ/ Kg
Resposta: a) 330 KJ/ Kg
Resolução letra B
Nesta parte você precisa utilizar, novamente, a fórmula da potência para primeiro calcular o valor de Q.
Pot = Q/ T
1,5 = Q/ T
Note que neste intervalo, só será interessante a parte que há a variação de temperatura, visto que anteriormente tratava-se de um cálculo que adota isso como uma constante. Logo, após consultar o gráfico, é possível encontrar o T e repetir o processo de passar minutos para segundos.
T = T final - T inicial
T= 12, 2 - 6,2
T= 6 x 60 = 360
Substituindo na fórmula da Potência, fica:
1,5 = Q/ 360
Q = 360 x 1,5
Q = 540 KJ
Resposta B) 540 KJ