Resposta
19min
Olá, Comunidade!
Vocês devem ter notado que o site ficou um período fora do ar (do dia 26 até o dia 30 de maio de 2024).
Consegui recuperar tudo, e ainda fiz um UPGRADE no servidor! Agora estamos em um servidor dedicado no BRASIL!
Isso vai fazer com que o acesso fique mais rápido (espero
)
Já arrumei os principais bugs que aparecem em uma atualização!
Mas, se você encontrar alguma coisa diferente, que não funciona direito, me envie uma MP avisando que eu arranjo um tempo pra arrumar!
Vamos crescer essa comunidade juntos
Grande abraço a todos,
Prof. Caju
Vocês devem ter notado que o site ficou um período fora do ar (do dia 26 até o dia 30 de maio de 2024).
Consegui recuperar tudo, e ainda fiz um UPGRADE no servidor! Agora estamos em um servidor dedicado no BRASIL!
Isso vai fazer com que o acesso fique mais rápido (espero
)Já arrumei os principais bugs que aparecem em uma atualização!
Mas, se você encontrar alguma coisa diferente, que não funciona direito, me envie uma MP avisando que eu arranjo um tempo pra arrumar!
Vamos crescer essa comunidade juntos
Grande abraço a todos,
Prof. Caju
Física II ⇒ calorimetria Tópico resolvido
Moderador: [ Moderadores TTB ]
Fev 2024
19
12:22
calorimetria
Um bloco de gelo a -25°C e de massa 100 g é colocado num calorímetro de capacidade térmica igual a 900 cal/°F, a 25°C. Após o sistema entrar em equilíbrio térmico, uma fonte passa a transmitir calor a uma taxa constante para o sistema, de forma que, após 20 minutos, a água presente no calorímetro começa a ferver, e que o sistema permanece em equilíbrio térmico durante o fornecimento de calor. Determine quanto tempo a mais a água levará para evaporar totalmente.
19min
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παθμ
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Fev 2024
19
12:46
Re: calorimetria
gouy,
[tex3]\frac{\Delta \theta_c}{5}= \frac{\Delta \theta_f}{9}.[/tex3]
Então uma variação de [tex3]1 \degree F[/tex3] é igual a uma variação de [tex3]\frac{9}{5} \; \degree C,[/tex3] logo a capacidade térmica do calorímetro é [tex3]C=900 \cdot \frac{5}{9} \; \text{cal/°C}=500 \; \text{cal/°C}.[/tex3]
O calor específico do gelo é 0,5cal/g°C, daí a capacidade térmica do gelo é 50cal/°C.
Primeiramente, os 100g de gelo atingem a temperatura de 0°C, quando começam a derreter. Para isso, ele absorveu um calor [tex3]25 \cdot 50=1250 \; \text{cal},[/tex3] que vieram do calorímetro, então a diminuição de temperatura deste último foi [tex3]\frac{1250}{500}=2,5°C.[/tex3]
Depois disso, a temperatura do calorímetro é então [tex3]25-2,5=22,5°C.[/tex3]
Agora, ocorre o derretimento do gelo. O calor latente de fusão é [tex3]L_g=80 \; \text{cal/g},[/tex3] então o calor total absorvido pelo gelo foi 8000 cal, e a diminuição de temperatura do calorímetro foi de [tex3]\frac{8000}{500}=16 °C.[/tex3] Então agora ele está a uma temperatura 22,5 - 16 = 6,5 °C.
Agora todo o gelo está líquido. Se transformou em 100g de água a 0°C, e como a água tem calor específico 1cal/g°C a sua capacidade térmica é 100cal/°C.
Para calcular a temperatura de equilíbrio térmico, basta fazer a média ponderada das temperaturas, onde os pesos são as capacidades térmicas:
[tex3]\theta_0=\frac{6,5 \cdot 500+ 0 \cdot 100}{500+100} \approx 5,42 °C.[/tex3]
A capacidade térmica total do sistema é 600cal/°C. Para ter uma variação de temperatura de 100-5,42 = 94,58°C, ele absorveu um calor [tex3]600 \cdot 94,58=56748 \; \text{cal}[/tex3] em um tempo de 20 min, então a potência da fonte de calor é [tex3]\frac{56748}{20}=2837,4 \; \text{cal/min}.[/tex3]
O calor latente de vaporização da água é 540 cal/g, então o calor total a ser fornecido ao sistema para evaporar toda a água é [tex3]54000 \; \text{cal}.[/tex3]
Isso será feito em um tempo [tex3]\frac{54000}{2837,4} \; \text{min} \approx \boxed{19 \; \text{min}}[/tex3]
[tex3]\frac{\Delta \theta_c}{5}= \frac{\Delta \theta_f}{9}.[/tex3]
Então uma variação de [tex3]1 \degree F[/tex3] é igual a uma variação de [tex3]\frac{9}{5} \; \degree C,[/tex3] logo a capacidade térmica do calorímetro é [tex3]C=900 \cdot \frac{5}{9} \; \text{cal/°C}=500 \; \text{cal/°C}.[/tex3]
O calor específico do gelo é 0,5cal/g°C, daí a capacidade térmica do gelo é 50cal/°C.
Primeiramente, os 100g de gelo atingem a temperatura de 0°C, quando começam a derreter. Para isso, ele absorveu um calor [tex3]25 \cdot 50=1250 \; \text{cal},[/tex3] que vieram do calorímetro, então a diminuição de temperatura deste último foi [tex3]\frac{1250}{500}=2,5°C.[/tex3]
Depois disso, a temperatura do calorímetro é então [tex3]25-2,5=22,5°C.[/tex3]
Agora, ocorre o derretimento do gelo. O calor latente de fusão é [tex3]L_g=80 \; \text{cal/g},[/tex3] então o calor total absorvido pelo gelo foi 8000 cal, e a diminuição de temperatura do calorímetro foi de [tex3]\frac{8000}{500}=16 °C.[/tex3] Então agora ele está a uma temperatura 22,5 - 16 = 6,5 °C.
Agora todo o gelo está líquido. Se transformou em 100g de água a 0°C, e como a água tem calor específico 1cal/g°C a sua capacidade térmica é 100cal/°C.
Para calcular a temperatura de equilíbrio térmico, basta fazer a média ponderada das temperaturas, onde os pesos são as capacidades térmicas:
[tex3]\theta_0=\frac{6,5 \cdot 500+ 0 \cdot 100}{500+100} \approx 5,42 °C.[/tex3]
A capacidade térmica total do sistema é 600cal/°C. Para ter uma variação de temperatura de 100-5,42 = 94,58°C, ele absorveu um calor [tex3]600 \cdot 94,58=56748 \; \text{cal}[/tex3] em um tempo de 20 min, então a potência da fonte de calor é [tex3]\frac{56748}{20}=2837,4 \; \text{cal/min}.[/tex3]
O calor latente de vaporização da água é 540 cal/g, então o calor total a ser fornecido ao sistema para evaporar toda a água é [tex3]54000 \; \text{cal}.[/tex3]
Isso será feito em um tempo [tex3]\frac{54000}{2837,4} \; \text{min} \approx \boxed{19 \; \text{min}}[/tex3]
Editado pela última vez por παθμ em 19 Fev 2024, 12:47, em um total de 1 vez.
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