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Em um recipiente termicamente isolado de capacidade térmica 40,0 cal/8C e na temperatura de 25 8C são colocados 600 g de gelo a 210 8C e uma garraf...

Em um recipiente termicamente isolado de capacidade térmica 40,0 cal/8C e na temperatura de 25 8C são colocados 600 g de gelo a 210 8C e uma garrafa parcialmente cheia, contendo 2,0 L de refrigerante a 25 8C, sob pressão normal. Considerando a garrafa com capacidade térmica desprezível e o refrigerante com características semelhantes às da água, isto é, calor específico na fase líquida 1,0 cal/g ? 8C e na fase sólida 0,5 cal/g ? 8C, calor latente de fusão de 80,0 cal/g?8C, bem como densidade absoluta na fase líquida igual a 1,0 g/cm3, a temperatura final de equilíbrio térmico do sistema, em 8C, é:

a) 23,0
b) 0,0
c) 3,0
d) 5,0

Essa pergunta também está no material:

Tópicos de Física 2 - Caderno de Estudos-139-141
3 pág.

Física Colégio ObjetivoColégio Objetivo

💡 1 Resposta

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Para resolver esse problema, precisamos calcular a quantidade de calor que será transferida do refrigerante para o gelo, a fim de derretê-lo completamente. Em seguida, usaremos a equação de conservação de energia para encontrar a temperatura final de equilíbrio térmico do sistema. A quantidade de calor necessária para derreter completamente o gelo é dada por: Q = m * Lf Onde: m = 600 g (massa do gelo) Lf = 80,0 cal/g (calor latente de fusão do gelo) Q = 600 g * 80,0 cal/g Q = 48.000 cal Agora, precisamos calcular a quantidade de calor que será transferida do refrigerante para o gelo. Para isso, usaremos a equação: Q = m * c * ?T Onde: m = 2,0 kg (massa do refrigerante) c = 1,0 cal/g ? 8C (calor específico do refrigerante) ?T = Tf - Ti (variação de temperatura) Como a garrafa é termicamente isolada, a quantidade de calor perdida pelo refrigerante será igual à quantidade de calor ganha pelo gelo. Portanto: Q = 48.000 cal = m * c * ?T ?T = Q / (m * c) ?T = 48.000 cal / (2.000 g * 1,0 cal/g ? 8C) ?T = 24 8C A temperatura final de equilíbrio térmico do sistema será igual à temperatura inicial do refrigerante menos a variação de temperatura calculada: Tf = Ti - ?T Tf = 25 8C - 24 8C Tf = 1 8C Portanto, a alternativa correta é a letra B) 0,0.

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