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.
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]
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:
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]
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]
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,...
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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...
FEI 2014/2° - Um ebulidor (resistência usada para aquecer a água) foi imerso em 1 litro de água a 25°C. Quando o ebulidor é ligado a uma tomada de 100V, a água atinge 75°C em 10 minutos....
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brunoazevedo2:
Quantidade de calor que a água recebe em 10min: Q=1000\times 1\times (75-25)\rightarrow Q=50000cal\rightarrow Q=4\times 50000=200000J
Tem-se que:...
Uma determinada pesquisa teve como objetivo principal analisar a utilização e chuveiros elétricos e o conforto que ofereciam aos seus usuários. Para isso, anotaram-se os seguintes valores médios...
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matmat:
Quantidade de água por banho: 10\times 60s\times \frac{0,06\,l}{s}=36\,l=36\,Kg
Calor específico da água: 1\,kcal/Kg\,^{\circ}C
Q=36\times 1\times (38-18)=720Kcal .
Penso que é isso,...
Em água em ebulição a 100ºC é colocado um fragmento metálico de 500g de massa a 200ºC. Vaporizam-se 20g de água e a temperatura de equilíbrio é 100ºC. Sendo o calor latente de vaporização da água 540...
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rah:
A água manteve a temperatura de 100^{\circ}C , então não perdeu e nem ganhou calor.
O calor cedido pelo metal vaporizou as 20g de água.
500\times c\times (100-200)+20\times 540=0\rightarrow...
Numa cavidade feita num grande bloco de gelo a 0ºC, colocam-se 200g de cobre a 80ºC. Determine a massa de água existente na cavidade ao se estabelecer o equilíbrio térmico. Dados: calor específico do...
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rah:
Se o bloco de gelo é grande e a quantidade de cobre é relativamente pequena, o que vai acontecer é que a porção de gelo transformada em água terá a temperatura final de 0^{\circ} C .
O calor...