Física e termodinâmica

Resposta:

53 gramas

Explicação:

Vamos dividir o processo em etapas e calcular a quantidade de calor necessário em cada uma delas.

Etapa 1: Aquecimento do gelo até 0°C

Para derreter o gelo, precisamos fornecer calor suficiente para que ele atinja seu ponto de fusão. Usando a equação Q = m * Lf, onde Q é o calor necessário, m é a massa do gelo e Lf é o calor latente de fusão da água, temos:

Q1 = 200 g * 333 kJ/kg

Q1 = 66.6 kJ

Etapa 2: Aquecimento da água líquida de 0°C a 50°C

Agora precisamos aquecer a água líquida que resultou da etapa anterior até a temperatura de 50°C. Usando a equação Q = m * Ca * ∆T, onde Q é o calor necessário, m é a massa da água e Ca é o calor específico da água, temos:

Q2 = m * Ca * ∆T

Q2 = 200 g * 4,18 kJ/kg.K * (50°C - 0°C)

Q2 = 41.8 kJ

Etapa 3: Aquecimento da água líquida de 50°C a 100°C

Agora vamos aquecer a água líquida a 100°C. Usando a mesma equação da etapa anterior, temos:

Q3 = m * Ca * ∆T

Q3 = 200 g * 4,18 kJ/kg.K * (100°C - 50°C)

Q3 = 41.8 kJ

Etapa 4: Vaporização da água a 100°C

Agora vamos vaporizar a água a 100°C, usando a equação Q = m * Lv, onde Lv é o calor latente de vaporização da água. Como queremos calcular a massa de vapor d'água necessária, vamos deixar a massa como incógnita:

Q4 = m * Lv

Q4 = m * 2256 kJ/kg

Q4 = 66.6 kJ + 41.8 kJ + 41.8 kJ + m * 2256 kJ/kg

m = (66.6 kJ + 41.8 kJ + 41.8 kJ) / 2256 kJ/kg

m ≈ 0.053 kg

Portanto, precisamos de aproximadamente 53 gramas de vapor d'água a 100°C para misturar com 200g de gelo a 0°C e produzir água líquida a 50°C

Calcule a massa de vapor d’água a 100 ºC que deve ser misturada com 200g de gelo no ponto de fusão deste, em um recipiente isolado termicamente, para que seja produzida água em seu estado líquido a 50 ºC.

a.

b.

c.

d.

e.

MINHA RESPOSTA CORRIGIDA EM PROVA FOI ESSA