Pergunta de Física

\(\[\begin{align} & \text{m = 200g} \\ & \text{Vt1 = 0 - (-10) = 10} \\ & \text{cp1 = 0}\text{,5 } \\ & \text{Q = m }\text{. cp1}\text{. Vt1 = 200 }\text{. 0}\text{,5 }\text{. 10} \\ & \text{Q1 = 1Kcal} \\ & \\ & \text{m = 200g} \\ & {{\text{L}}_{\text{F}}}\text{ = 80 } \\ & {{\text{Q}}_{\text{2}}}\text{= m}\text{. }{{\text{L}}_{\text{F}}}\text{=200 }\text{. 80} \\ & {{\text{Q}}_{\text{2}}}\text{=16Kcal} \\ & \\ & \text{m = 200g} \\ & {{\text{V}}_{\text{f}}}\text{3= 20} \\ & {{\text{C}}_{\text{3}}}\text{=1} \\ & {{\text{Q}}_{\text{3}}}\text{=m}\text{.}{{\text{c}}_{\text{p3}}}\text{.}{{\text{V}}_{\text{f}}}\text{3=200 }\text{. 1 }\text{. 20} \\ & {{\text{Q}}_{\text{3}}}\text{=4Kcal} \\ & \\ & \text{Somando }{{\text{Q}}_{\text{1}}}\text{,}{{\text{Q}}_{\text{2}}}\text{ e }{{\text{Q}}_{\text{3}}}\text{, temos:} \\ & \text{1000+16000+4000=21Kcal} \\ \end{align}\] \)

Portanto a curva do processo terá a seguinte forma:

Para fazer esse calculo, temos que imaginar cada fase deste processo. Primeiro, a massa de gelo deve receber energia até chegar à 0°C, mas quando atingir essa temperatura ainda não tera derretido, então deve receber mais energia até que esteja toda derretida, neste ponto será só agua, mas ainda a 0°C; e, por fim, a massa de agua deve atingir a temperatura de 20°C.

A equação para mudança de temperatura é:

Q=m.c.ΔT

onde:

Q: Calor

m: massa

c: calor especifico

ΔT: Temp.final-temp. inicial

e para mudança de fase é:

Q=m.l

onde:

Q=calor

m=massa

l=calor latente

portanto, a "quantidade"∗ total de calor necessária para levar 200g de gelo de -20°C à 200g de agua à 20°C é:

∗(entre aspas porque não existe quantidade de calor já que calor é energia em transito) 

Q=energia até 0°C + energia de fusão + energia até 20°C

Q=m.cg.ΔTg + m.l + m.ca.ΔTa

Q=200.0,5.(0-(-20)) + 200.80 + 200*1*(20-0)

Q=200.0,5.20 + 200.80 + 200.20

Q=2000+16000+4000

Q=22000 cal ou 22 kcal