Ed
há 2 meses
Para resolver essa questão, precisamos considerar as trocas de calor que ocorrem no sistema até que o equilíbrio térmico seja atingido. Vamos analisar as etapas: 1. Calor necessário para aquecer o gelo de -10 °C a 0 °C: - Massa do gelo (m_gelo) = 100 g - Calor específico do gelo (c_gelo) = 0,50 cal/g °C - Variação de temperatura (ΔT) = 0 °C - (-10 °C) = 10 °C - Calor absorvido pelo gelo (Q_gelo_aquecido) = m_gelo * c_gelo * ΔT - Q_gelo_aquecido = 100 g * 0,50 cal/g °C * 10 °C = 500 cal 2. Calor necessário para fundir o gelo a água a 0 °C: - Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g - Calor absorvido para fusão (Q_gelo_fusao) = m_gelo * calor latente - Q_gelo_fusao = 100 g * 80 cal/g = 8000 cal 3. Calor disponível da água a 25 °C para esfriar até a temperatura final (Tf): - Massa da água (m_agua) = 200 g - Calor específico da água (c_agua) = 1 cal/g °C - Calor perdido pela água (Q_agua) = m_agua * c_agua * (25 °C - Tf) 4. Equilíbrio térmico: - O calor perdido pela água deve ser igual ao calor ganho pelo gelo: - Q_agua = Q_gelo_aquecido + Q_gelo_fusao - 200 g * 1 cal/g °C * (25 °C - Tf) = 500 cal + 8000 cal - 200 * (25 - Tf) = 8500 - 5000 - 200Tf = 8500 - 200Tf = 5000 - 8500 - 200Tf = -3500 - Tf = -3500 / 200 - Tf = -17,5 °C (o que não faz sentido, pois a água não pode estar a essa temperatura) Portanto, o gelo não derrete completamente, e a temperatura final será 0 °C, pois o calor da água não é suficiente para derreter todo o gelo. Assim, a resposta correta é: b) Zero.
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