Question

Que quantidade de calor se exige para que 200 g de gelo a -40 ºC se transformem em vapor d'água a 100 ºC?

Answer 1

Olá!

Que quantidade de calor se exige para que 200 g de gelo a -40 ºC se transformem em vapor d'água a 100 ºC?

Temos os seguintes dados:

Qtotal (quantidade de calor) = ?

m (massa) = 200 g

* calor latente de fusão do gelo (Lf) = 80 cal/g

* calor latente de vaporização da água (Lv) = 540 cal/g

* calor específico da água (c) = 1 cal/gºC

* calor específico do gelo (c) = 0,5 cal/gºC

Resolução:

1º Passo: [ VAMOS AQUECER O GELO DE - 40ºC até 0ºC]  

Encontre a quantidade de calor sensível para o aumento da temperatura, sabendo que:  

ΔT = T - To  

ΔT = 0 - (-40)  

ΔT = 0 + 40  

ΔT = 40 ºC  

Logo:

$Q_1 = m*c*\Delta{T}$

$Q_1 = 200*0,5*40$

$\boxed{Q_1 = 4000\:cal}$

2º Passo: [ VAMOS DERRETER O GELO a 0ºC]  

Agora, encontre a quantidade de calor latente para o derretimento do gelo, vejamos:  

$Q_2 = m*L_f$

$Q_2 = 200*80$

$\boxed{Q_2 = 16000\:cal}$

3º Passo: [ VAMOS AQUECER A ÁGUA DE 0ºC até 100ºC]  

Calculemos a quantidade de calor, sabendo que:  

ΔT = T - To  

ΔT = 100 - 0  

ΔT = 100 ºC  

Logo:

$Q_3 = m*c*\Delta{T}$

$Q_3 = 200*1*100$

$\boxed{Q_3 = 20000\:cal}$

4º Passo: [VAMOS APLICAR A QUANTIDADE DE CALOR LATENTE NA VAPORIZAÇÃO]

Agora, encontre a quantidade de calor latente para a vaporização da água, vejamos:  

$Q_4 = m*L_v$

$Q_4 = 200*540$

$\boxed{Q_4 = 108000\:cal}$

5º Passo: [ QUANTIDADE DE CALOR TOTAL OU ENERGIA CONSUMIDA NO PROCESSO]  

$Q_{total} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4$

$Q_{total} = 4000 + 16000 + 20000 + 108000$

$\boxed{\boxed{Q_{total} = 148000\:cal}}\:\:ou\:\:\boxed{\boxed{Q_{total} = 148\:kCal}}\end{array}}\:\:\:\:\:\:\bf\green{\checkmark}$

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$Espero\:ter\:ajudado, sauda\c{c}\~oes ...\:Dexteright02!$