Temos um liquido com um ponto de ebulição de 78,0°C, um ponto de congelamento
de -114°C, um calor de vaporização de 879 kJ/kg, um calor de fusão de 109 kJ/kg e um
calor específico de 2,43 kJ/kg . K. Quanta energia deve ser removida de 0,510 kg deste
liquido que está inicialmente na forma de gás a 78,0°C para que se torne um sólido a -
114°C?
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Precisa-se calcular a quantidade total de calor necessária para abaixar a temperatura de 0,510 kg da substância dada de 78 ºC até -114 ºC. Para isso calcularemos separadamente a quantidade de calor retirada na condensação e em seguida para abaixar de 78 ºC até a temperatura de congelamento, então a quantidade empregada na solidificação. A soma de todas essas parcelas nos dá o valor requerido.
Para os decréscimos de temperatura será utilizado o calor específico e a seguinte fórmula, em que Qe é a quantidade de calor, m é a massa, c é o calor específico e Tf e Ti as temperaturas inicial e final:
\(Qe = mc (Tf - Ti)\)
\(Qe = 0,510(2,43) (192)\)
\(Qe = 237,9 \) kJ
Para as mudanças de estado utilizaremos os calores de vaporização e de fusão dados:
\(Qv = 0,51(879) = 448,29\) kJ
\(Qf = 0,51(109) = 55,59\) kJ
Portanto, a energia retirada é dada pela soma das parcelas calculadas:
\(Q = 237,9 +448,29 + 55,59 = 741,78\) kJ
A energia retirada é 741,78 kJ.
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