Uma massa de 30g de gelo a 0ºC é misturada com uma massa m de água inicialmente a 30ºC. A temperatura de equilíbrio térmico ocorre a 8ºC. Sendo o

Uma massa de 30g de gelo a 0ºC é misturada com uma massa m de água inicialmente a 30ºC. A temperatura de equilíbrio térmico ocorre a 8ºC. Sendo o calor específico da água igual a 1,0 cal\/gºC, o calor latente de fusão do gelo igual a 80 cal\/g, e que as trocas de calor ocorrem somente entre o gelo e a água, pode-se afirmar que a quantidade m de água que foi misturada com o gelo foi de:

Física

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Francisco Coelho

05/08/2019

💡 3 Respostas

Andre Smaira

02.10.2019

Vamos partir de um princípio básico da física relacionado ao equilíbrio térmico. Sabemos que todo o calor cedido será idêntico ao calor recebido pelo outro componente. Neste caso, a água mais quente fornece energia (como calor) para o gelo. Isso ocorre até atingirmos o equilíbrio térmico do sistema (8ºC).

Deste modo, podemos escrever que o equilíbrio térmico é dado pela expressão:

${Q_1} + {Q_2} + {Q_N} = 0$

De modo que podemos expandir essa expressão para a água e para o gelo, a equação fica da seguinte forma:

$mc\Delta T = mL + mc\Delta T$

Substituindo os dados do enunciado e resolvendo, temos:

$\eqalign{ & m(1)(30 - 8) = 30(80) + 30(1)(8 - 0) \cr & m = 120g }$

Portanto, a quantidade de água misturada ao gelo foi de $\boxed{120g}$

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