Calorimetria

400g de gelo a -10ºC são colocadis em um calorímetro,de capacidade térmica 40,0 cal/ºC,que contem 800g de água a 30ºC sob pressão normal.Os calores específicos da água e do gelo velem respectivamente 1,0 cal/g°C e 0,50 cal/g°C.O calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g.

A)Qual é a temperatura final do sistema quando o equilbrio térmico for atingido?
B)Determine a quantidade de água no equilíbrio.

RESP: A)0°C (por que ?)
B)1090g

Primeiro, vamos ver quando de calor a água e o calorímetro podem dar ao gelo :





Calor que pode ser cedido pelo calorímetro:



Calor que o gelo precisa para chegar a zero grau celcius:



Para transformar o gelo em água :



Total de energia necessária :



Porém, sabemos que o conjunto água + calorimetro não tem essa energia toda.

Percebemos que há energia para pegar todo o gelo e trazer para zero grau celcius, mas não para converter todo o gelo em água.

Isso quer dizer que apenas uma parte do gelo se converterá em água e todo o conjunto ficará a zero grau celcius.

Vamos agora, descobrir essa quantidade :

Utilizamos 2.10³cal para trazer o gelo de -10 á 0 graus celcius, sobrará então (25,2 - 2).10³ = 23,2.10³ cal para fundir o gelo, então :





Quantidade total de água em Eq.: