EFOMM 2019 - calorimetria

por Roberval Pastrana Ter 20 Nov 2018, 08:58

Em um calorímetro ideal, no qual existe uma resistência elétrica de 10W de potência por onde passa uma corrente elétrica, é colocado 1,0L de água a 12ºC e 2,0Kg de gelo a 0ºC. Após duas horas, tempo suficiente para que água e gelo entrem em equilíbrio térmico e supondo que toda energia foi absorvida pelo conteúdo do calorímetro, qual é o percentual de massa líquida contida no calorímetro?

(A) 22%

(B) 33%

(C) 46%

(D) 57%

(E) 71%

Gabarito: (C)

por **Elcioschin** Ter 20 Nov 2018, 11:29

Faltou informar, no enunciado, o calor específico e a massa específica da água, o calor latente de fusão do gelo e a o equivalente mecânico da caloria.

Vou considerar c = 1 cal/gºC, μ = 1 g/cm³ , Lf = 80 cal/g , 1 cal ~= 4 J

Na escrita de símbolos de unidades:

1) O correto é kg (com k minúsculo)
2) É obrigatório o uso de espaço entre o valor da grandeza e o seu símbolo:

O correto é, portanto: 1,0 L ; 12 ºC ; 2 kg ; 0 ºC

Quantidade de calor fornecido pelo resistor em 2 h: Q = P.t/4 ---> Q = 10. 7 200/4 --->
Q = 18 000 cal

Quantidade de gelo derretida com este calor: 18 000 = m.80 ---> m = 225 g

Quantidade de calor, cedida pela água, necessária para ela chegar a 0 ºC: Qa = 1 000.1.12 ---> Qa = 12 000 cal

Com 12 000 cal é derretida uma massa adicional m' de gelo ---> 12 000 = m'.80 --->
m' = 150 g

Temos agora de água: mA = 1 000 + 225 + 150 ---> mA = 1 375 g

Percentual de água = 1 375/3000 ~= 0,46 = 46 %

Uma pequena diferença pode ser devida ao equivalente mecânico ser 4,18 cal/J ou 4,2 cal/J

por Roberval Pastrana Ter 20 Nov 2018, 15:15

Desculpa pelos erros nos símbolos de unidades!

Mas o gabarito é a letra (C) mesmo

E 1100/(1900+1100)~= 0,36

por **Elcioschin** Ter 20 Nov 2018, 18:42

Corrigido.

por fgty Qua 26 Jun 2019, 21:15

Eu não entendi o porque Q=Pt/4. Alguém poderia me esclarecer essa dúvida?

por Lucas742 Qua 17 Jul 2019, 19:51

fgty escreveu:Eu não entendi o porque Q=Pt/4. Alguém poderia me esclarecer essa dúvida?

Ele tava transformando de joules para cal

por **Elcioschin** Qua 17 Jul 2019, 20:08

Regra de três

1 cal - 4 J

Q ----- P.t

Q = P.t/4

por fgty Qua 24 Jul 2019, 16:24

Obrigado

por Lucas742 Qui 25 Jul 2019, 14:53

Elcioschin escreveu:Faltou informar, no enunciado, o calor específico e a massa específica da água, o calor latente de fusão do gelo e a o equivalente mecânico da caloria.

Vou considerar c = 1 cal/gºC, μ = 1 g/cm³ , Lf = 80 cal/g , 1 cal ~= 4 J

Na escrita de símbolos de unidades:

1) O correto é kg (com k minúsculo)
2) É obrigatório o uso de espaço entre o valor da grandeza e o seu símbolo:

O correto é, portanto: 1,0 L ; 12 ºC ; 2 kg ; 0 ºC

Quantidade de calor fornecido pelo resistor em 2 h: Q = P.t/4 ---> Q = 10. 7 200/4 --->
Q = 18 000 cal

Quantidade de gelo derretida com este calor: 18 000 = m.80 ---> m = 225 g

Quantidade de calor, cedida pela água, necessária para ela chegar a 0 ºC: Qa = 1 000.1.12 ---> Qa = 12 000 cal

Com 12 000 cal é derretida uma massa adicional m' de gelo ---> 12 000 = m'.80 --->
m' = 150 g

Temos agora de água: mA = 1 000 + 225 + 150 ---> mA = 1 375 g

Percentual de água = 1 375/3000 ~= 0,46 = 46 %

Uma pequena diferença pode ser devida ao equivalente mecânico ser 4,18 cal/J ou 4,2 cal/J