EXC076. Calcule a quantidade de calor necessária para transformar 200 g de gelo a -20 °C em vapor a 120 °C. Esboce o gráfico do processo. Dados: cg...

Para calcular a quantidade de calor necessária para transformar 200 g de gelo a -20 °C em vapor a 120 °C, precisamos considerar as etapas de mudança de fase e de aquecimento. Primeiro, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para transformar o gelo em água líquida a 0 °C: Q1 = m * Lf Q1 = 200 g * 80 cal/g Q1 = 16.000 cal Em seguida, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para aquecer a água líquida de 0 °C a 100 °C: Q2 = m * ca * ΔT Q2 = 200 g * 1,0 cal/g°C * (100 °C - 0 °C) Q2 = 20.000 cal Depois, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para transformar a água líquida em vapor a 100 °C: Q3 = m * Lv Q3 = 200 g * 540 cal/g Q3 = 108.000 cal Por fim, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para aquecer o vapor de 100 °C a 120 °C: Q4 = m * cv * ΔT Q4 = 200 g * 0,5 cal/g°C * (120 °C - 100 °C) Q4 = 10.000 cal A quantidade total de calor necessária é a soma de todas essas etapas: Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 Qtotal = 16.000 cal + 20.000 cal + 108.000 cal + 10.000 cal Qtotal = 154.000 cal Para esboçar o gráfico do processo, podemos usar um diagrama de mudança de fase. No eixo horizontal, colocamos a temperatura e no eixo vertical, a quantidade de calor. O gráfico terá quatro etapas: 1. Aquecimento do gelo de -20 °C a 0 °C, com uma inclinação de 0,5 cal/g°C. 2. Fusão do gelo a 0 °C, com uma linha horizontal de 80 cal/g. 3. Aquecimento da água líquida de 0 °C a 100 °C, com uma inclinação de 1,0 cal/g°C. 4. Vaporização da água líquida a 100 °C, com uma linha horizontal de 540 cal/g. 5. Aquecimento do vapor de 100 °C a 120 °C, com uma inclinação de 0,5 cal/g°C. O gráfico terá um formato de escada, com degraus nas etapas de mudança de fase e inclinações nas etapas de aquecimento.