Um calorímetro ideal, isolado do meio exterior, contém um
bloco de gelo a 0 oC misturado com 100 g de vapor de água
a 100 oC. O calor específico da água é igual a 1,0 cal/(g · oC),
o calor latente de fusão do gelo é igual a 80 cal/g e o calor
latente de vaporização da água é igual a 540 cal/g. Sabendo
que o equilíbrio térmico foi atingido a 80 oC, a massa inicial
do bloco de gelo era de
(A) 140 g.
(B) 270 g.
(C) 90 g.
(D) 440 g.
(E) 350 g.
Física II ⇒ (ANHEMBI) - Termologia Tópico resolvido
Moderador: [ Moderadores TTB ]
Mar 2019
25
16:15
Re: (ANHEMBI) - Termologia
Olá skulllsux189,
Inicialmente, esse exercício deve ser resolvido por partes. Vamos descobrir, primeiro, quanto de calor é necessário para transformar [tex3]100[g][/tex3] de vapor em água líquida:
[tex3]Q_1=m_v\cdot L_v[/tex3]
[tex3]Q_1=540[cal/\cancel g]\cdot 100[\cancel g]=\boxed{54000[cal]}[/tex3]
Agora, vamos descobrir quanto de calor é necessário para reduzir a temperatura para [tex3]80[ºC][/tex3] :
[tex3]Q_2=m\cdot c\cdot \Delta T[/tex3]
[tex3]Q_2=100[\cancel g]\cdot 1[cal/\cancel{gºC}]\cdot 20[\cancel{ºC}]=\boxed{2000[cal]}[/tex3]
Portanto, a quantidade de calor para fundir o gelo e aumentar a sua temperatura até [tex3]80[ºC][/tex3] deve ser igual a [tex3]Q_1+Q_2[/tex3] , pelo Princípio da Conservação da Energia:
[tex3]Q_{gelo}=Q_1+Q_2[/tex3]
[tex3]m\cdot L_g+m\cdot c\cdot \Delta T=Q_1+Q_2 [/tex3]
[tex3]m\cdot (L_v+ c\cdot \Delta T)=Q_1+Q_2[/tex3]
[tex3]m=\frac{Q_1+Q_2}{(L_v+ c\cdot \Delta T)}=\frac{56000}{80+80}[/tex3]
[tex3]\boxed{m=350[g]}[/tex3]
Inicialmente, esse exercício deve ser resolvido por partes. Vamos descobrir, primeiro, quanto de calor é necessário para transformar [tex3]100[g][/tex3] de vapor em água líquida:
[tex3]Q_1=m_v\cdot L_v[/tex3]
[tex3]Q_1=540[cal/\cancel g]\cdot 100[\cancel g]=\boxed{54000[cal]}[/tex3]
Agora, vamos descobrir quanto de calor é necessário para reduzir a temperatura para [tex3]80[ºC][/tex3] :
[tex3]Q_2=m\cdot c\cdot \Delta T[/tex3]
[tex3]Q_2=100[\cancel g]\cdot 1[cal/\cancel{gºC}]\cdot 20[\cancel{ºC}]=\boxed{2000[cal]}[/tex3]
Portanto, a quantidade de calor para fundir o gelo e aumentar a sua temperatura até [tex3]80[ºC][/tex3] deve ser igual a [tex3]Q_1+Q_2[/tex3] , pelo Princípio da Conservação da Energia:
[tex3]Q_{gelo}=Q_1+Q_2[/tex3]
[tex3]m\cdot L_g+m\cdot c\cdot \Delta T=Q_1+Q_2 [/tex3]
[tex3]m\cdot (L_v+ c\cdot \Delta T)=Q_1+Q_2[/tex3]
[tex3]m=\frac{Q_1+Q_2}{(L_v+ c\cdot \Delta T)}=\frac{56000}{80+80}[/tex3]
[tex3]\boxed{m=350[g]}[/tex3]
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