Física IICalorimetria Tópico resolvido

Termologia, Óptica e Ondas.
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brunoazevedo2
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Jun 2014 12 00:54

Calorimetria

Mensagem não lida por brunoazevedo2 »

Tive um grande problema com essa questão da calorimetria que caiu na prova da FEI no segundo semestre.

FEI 2014/2semestre- Em um recipiente de capacidade térmica Ct = 50 cal/°C, isolado do ambiente, estão 100g de água a 40°C em equilíbrio térmico. Dentro deste recipiente foram colocados 80g de gelo a -20°C. Após o novo equilíbrio térmico, qual é a temperatura da mistura? Dados: calor latente de fusão do gelo L: 80 cal/g e
Calor específico da água ca= 1 cal/g °C
Calor específico do gelo cg = 0,5 cal/g°C

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aleixoreis
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Re: Calorimetria

Mensagem não lida por aleixoreis »

brunoazevedo2:
Quantidade de calor necessária para fazer a temperatura do gelo chegar a 0^{\circ}:
Aquecimento até 0^{\circ}: Q_1=80.0,5.(0-(-20))=800cal
Calor para a fusão do gelo: Q_2=80.80=6400cal
Calor total= Q_1+Q_2=7200cal

Calor perdido pelo calorímetro para chegar a 0^{\circ}: Q_3=50(0-40=-2000cal
Calor perdido pele água para chegar a 0^{\circ}: Q_4=100.1.(0-40)=-4000cal
Observa-se que:
O máximo de calor que a água e o calorímetro podem ceder é: Q_1+Q_2=2000+4000=6000cal
O gelo para atingir 0^{\circ} necessita de 7200cal
Então conclui-se que somente uma parte de gelo derrete sobrando gelo a 0^{\circ} e que a temperatura final é de 0^{\circ}.

A massa de gelo que se funde:
m\times80+m\times0,5\times(0-(-20))=6000cal \rightarrow m=\frac{6000}{90}\approx 66,7g
Massa de gelo sólido flutuando na água: 80-66,7=13,3g
Penso que é isso.
[ ]'s.

Editado pela última vez por aleixoreis em 12 Jun 2014, 21:56, em um total de 1 vez.
Só sei que nada sei.(Sócrates)
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brunoazevedo2
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Re: Calorimetria

Mensagem não lida por brunoazevedo2 »

aleixoreis escreveu:brunoazevedo2:
Quantidade de calor necessária para fazer a temperatura do gelo chegar a 0^{\circ}:
Aquecimento até 0^{\circ}: Q_1=80.0,5.(0-(-20))=800cal
Calor para a fusão do gelo: Q_2=80.80=6400cal
Calor total= Q_1+Q_2=7200cal

Calor perdido pelo calorímetro para chegar a 0^{\circ}: Q_3=50(0-40=-2000cal
Calor perdido pele água para chegar a 0^{\circ}: Q_4=100.1.(0-40)=-4000cal
Observa-se que:
O máximo de calor que a água e o calorímetro podem ceder é: Q_1+Q_2=2000+4000=6000cal
O gelo para atingir 0^{\circ} necessita de 7200cal
Então conclui-se que somente uma parte de gelo derrete sobrando gelo a 0^{\circ} e que a temperatura final é de 0^{\circ}.

A massa de gelo que se funde:
m\times80+m\times0,5\times(0-(-20))=6000cal \rightarrow m=\frac{6000}{90}\approx 66,7g
Massa de gelo sólido flutuando na água: 80-66,7=13,3g
Penso que é isso.
[ ]'s.
Obrigado pelo exclarecimento. Só não entendi o motivo de ser 0°C a temperatura ideial. Poderia me explicar?
Editado pela última vez por brunoazevedo2 em 13 Jun 2014, 01:58, em um total de 1 vez.
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aleixoreis
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Re: Calorimetria

Mensagem não lida por aleixoreis »

brunoazevedo2:
Não existe um valor ideal.
O que há é uma temperatura final para a mistura.
Nestes casos em que aparece gelo com temperatura muito baixa, eu costumo verificar quantas calorias são precisas para derrete-lo completamente e comparar com o calor que será fornecido ao gelo.
Espero ter ajudado.
[ ]'s.

Só sei que nada sei.(Sócrates)
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