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Questão de mudanças de estado do Física Clássica

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Resolvido Questão de mudanças de estado do Física Clássica

Mensagem por Bryan Almeida Qui 12 Nov 2020, 10:28

(Fuvest-SP) Quando água pura é cuidadosamente
resfriada, nas condições normais de pressão,
pode permanecer no estado líquido até temperaturas inferiores a 0 °C, num estado instável
de “superfusão”. Se o sistema é perturbado, por
exemplo, por vibração, parte da água se transforma em gelo e o sistema se aquece até se estabilizar em 0 °C. O calor latente de fusão da água é
L = 80 cal/g.
Considerando-se um recipiente termicamente
isolado e de capacidade térmica desprezível,
contendo um litro de água a -5,6 °C, à pressão
normal, determine:



a) a quantidade, em g, de gelo formada, quando o sistema é perturbado e atinge uma situação de equilíbrio a 0 °C.


b) a temperatura final de equilíbrio do sistema e a quantidade de gelo existente (considerando-se o sistema inicial no estado de “superfusão” a -5,6 °C), ao colocar-se, no recipiente, um bloco metálico de capacidade térmica C = 400 cal/°C, na temperatura de 91 °C. 


Bom dia amigos!!! Consegui solucionar a letra a, mas a letra b ainda não consegui entender


Última edição por Bryan Almeida em Qui 12 Nov 2020, 17:30, editado 1 vez(es)
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Resolvido Re: Questão de mudanças de estado do Física Clássica

Mensagem por Elcioschin Qui 12 Nov 2020, 10:35

Ao dizer que já resolveu a letra a), parece que você sabe o gabarito.
Se sabe, você não respeitou a Regra XI.
Poste também o passo-a-passo da sua solução.
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Resolvido Re: Questão de mudanças de estado do Física Clássica

Mensagem por Bryan Almeida Qui 12 Nov 2020, 10:47

Certo, então resolvendo a letra a:
Sabendo: Calor específico da água 1cal/g°C, e 1 litro de água é 1000g, resolvendo: 

Primeiro eu descobri a quantidade de calor envolvida pra água virar gelo "Q = m*c*deltaT", achando Q=1000*1*5.6=5600calorias

Depois com a formula do calor latente "Q=m*L" descobri a quantidade de gelo formado, resolvendo: 5600 = m*80, m=70g.

Resposta letra a= 70g;

*Quanto a letra b não consegui resolver mesmo e o gabarito é: "22°C, não há gelo".
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Resolvido Re: Questão de mudanças de estado do Física Clássica

Mensagem por Elcioschin Qui 12 Nov 2020, 12:44

Existe um erro no enunciado:

"O calor latente de fusão da água é L = 80 cal/g"

A água não funde, ela solidifica; quem funde é o gelo

O correto é "O calor latente de fusão do gelo é L = 80 cal/g"

Calor fornecido pelo bloco para chegar a 0 ºC: Qb = 400.91 --> Qb = 36 400 cal

b) Calor para derreter todo o gelo: Qg = 70.80 ---> Qg = 5 600 cal

Obviamente, todo o gelo vai derreter (fundir)

5 600 + 1 000.1.(T - 0) = 400.(91 - T)

5 600 + 1 000.T = 36 400 - 400.T

1 400.T = 30 800 ---> T = 22º C

Presumo que o gabarito esteja errado
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Bryan Almeida gosta desta mensagem

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Resolvido Re: Questão de mudanças de estado do Física Clássica

Mensagem por Bryan Almeida Qui 12 Nov 2020, 17:30

Muito obrigado Elcioschin! Entendi pelo seu raciocínio
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Resolvido Re: Questão de mudanças de estado do Física Clássica

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