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Física: um pedaço de gelo de massa m=0,5kg

Um pedaço de gelo de massa m=0,5kg à temperatura de -10°C é aquecido lentamente funde e transforma-se em água líquida, a qual continua a ser aquecida, vaporiza-se e o vapor atinge 180°C. Determinar o calor fornecido durante toda a operação. - calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g - calor latente de vaporização da água = 540 cal/g - calor específico do gelo = 0,5 cal/g°C - calor especifico do vapor d’água = 0,48 cal/gºc


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Há mais de um mês

 

Conceitos:

Equação Fundamental da Calorimetria:

 , onde   indica quantidade de calor sensível (geralmente medida em calorias ou joules),   (unidade: cal/gºC) é uma constante que indica o calor específico da substância e   indica uma variação de temperatura (  ). m indica a massa.

C da água líquida é 1cal/gºC

Quando uma substância muda de estado físico se utiliza a seguinte equação:

, onde L (unidade: cal/g) indica uma constante de proporcionalidade relacionada à mudança de estado (exemplos: calor latente de fusão, calor latente de vaporização).


Resolução:

Dados do enunciado:

(note que a massa foi convertida de kg para g, pois as outras grandezas são dadas, no caso, em respeito a g).

O problema é separado em cinco partes, baseadas nos estados da matéria e nos instantes de transição entre estados, o calor fornecido em toda a operação é a soma dos calores fornecidos em cada uma das partes:

Partes:

I: A substância é gelo.

II: Está ocorrendo a fusão.

III: A substância é água líquida.

IV: Está ocorrendo a vaporização.

V: A substância é vapor.

I:

 

II: (mudança de estado)

 

III:

 

IV: (mudança de estado)

V:


   


Conclusão:

 

 

Conceitos:

Equação Fundamental da Calorimetria:

 , onde   indica quantidade de calor sensível (geralmente medida em calorias ou joules),   (unidade: cal/gºC) é uma constante que indica o calor específico da substância e   indica uma variação de temperatura (  ). m indica a massa.

C da água líquida é 1cal/gºC

Quando uma substância muda de estado físico se utiliza a seguinte equação:

, onde L (unidade: cal/g) indica uma constante de proporcionalidade relacionada à mudança de estado (exemplos: calor latente de fusão, calor latente de vaporização).


Resolução:

Dados do enunciado:

(note que a massa foi convertida de kg para g, pois as outras grandezas são dadas, no caso, em respeito a g).

O problema é separado em cinco partes, baseadas nos estados da matéria e nos instantes de transição entre estados, o calor fornecido em toda a operação é a soma dos calores fornecidos em cada uma das partes:

Partes:

I: A substância é gelo.

II: Está ocorrendo a fusão.

III: A substância é água líquida.

IV: Está ocorrendo a vaporização.

V: A substância é vapor.

I:

 

II: (mudança de estado)

 

III:

 

IV: (mudança de estado)

V:


   


Conclusão:

 

Essa pergunta já foi respondida por um dos nossos especialistas