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Devemos dividir o processo em 5 momentos:
i) O gelo é aquecido de Ti=-50oC até o seu ponto de fusão em Tf=0oC. Sabendo que o calor específico do gelo é cg=0,8cal/goC, o calor Q1 necessário para aquecer m=29g de gelo é dado por:
Q1=mcg(Tf-Ti)= 29x0,8x[0-(-50)]=1160cal
ii) Em 0oC o gelo se funde até se tornar água. Demora um tempo para esta transformação ocorrer e a temperatura permanece constante em T=0oC. Neste caso, temos um calor associado com a transformação de fase. O calor latente de fusão da água é Lf=80cal/g. O calor Q2 necessário para todas as m=29g do gelo se transformar em água é dado por:
Q2=mLf=29x80=2320cal
iii) Em seguida, a água é aquecida de Ti=0oC até seu ponto de ebulição em Tf=100oC. Sabendo que o calor específico da água é ca=1cal/goC, o calor Q3 necessário para aquecer as m=29g é dado por:
Q3=mca(Tf-Ti)= 29x1x(100-0)=2900cal
iv) Em 100oC a água evapora até se tornar vapor. Novamente, demora um tempo para esta transformação ocorrer à temperatura constante de T=100oC. Sabendo que o calor latente de evaporação da água é Lv=540cal/g, o calor Q4 necessário para todas as m=29g de água se transformar em vapor é dado por:
Q4=mLv=29x540=15660cal
v) Finalmente, o vapor é aquecido de Ti=100oC até Tf=150oC. Sabendo que o calor específico do vapor é cv=1,2cal/goC , o calor Q5 necessário para aquecer m=29g de vapor é dado por:
Q5=mcv(Tf-Ti)= 29x1,2x(150-100)=1740cal
Portanto, o calor toral Q necessário para aquecer 29g de gelo da temperatura de -50oC até 150oC é dado por:
Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=1160+2320+2900+15660+1740=23780cal
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