Temperatura final - AFA-RJ

Num calorímetro ideal, são misturados 100g de gelo a -39ºC com 20g de água a 10ºC. Qual a temperatura final de equilíbrio térmico?

Dados: calor específico sensível do gelo: 0,5cal/gºC
calor latente de fusão do gelo: 80cal/g
calor específico sensível da água: 1,0cal/gºC

R: -2,5ºC

Leve todo o sistema até um estado/temperatura de referência. Por exemplo, gelo a 0°C.
Para isso, precisamos aquecer a massa de gelo até 0°C, resfriar a massa de água até 0°C e depois solidificá-la. Lembre-se que calor liberado é negativo e calor recebido é positivo (por "convenção"...). Se o resultado das somas de energias liberadas e retiradas do sistema for positiva, devemos "retirar" essa quantidade; se negativa, devemos "fornecer" essa quantidade.

Q = 100.39.0,5 - (20.10.1 + 20.80) = 1950 - (200 + 1600) = 1950-1800 = 150 cal

Temos, então, 120g de gelo a 0 °C. Mas ainda precisamos retirar do sistema 150 cal:

Variação de Temperatura -> -Q/m.c = -150/120.0,5 = -150/60 = -2,5 °C.

1) para decidir se o equilíbrio será abaixo ou acima de zero:

- para a água chegar a zero deve ceder:

- para água fundir-se toda deve ceder:

- para o gelo chegar a zero deve receber:

o equilíbrio acontece abaixo de zero, vale dizer:

1. a água chega a zero
2. a água se funde toda
3. a água (agora gelo) se resfria até o equilíbrio
4. o gelo se aquece sem fundir

Euclides, só uma coisa:

60t + 150 = 0 -> t = -150/60 = -2,5 °C.

Só um sinal mesmo.

Você foi muito rápido. Eu já tinha corrigido antes da sua postagem.

É verdade... pensei ter visto errado, ia até excluir a última mensagem.

esqueci de dizer obrigado, rs

Desculpe,não entendi.Como se chegou a conclusão de que o equilíbrio se daria abaixo de 0?

tchevlachowiskloutremaint escreveu:Desculpe,não entendi.Como se chegou a conclusão de que o equilíbrio se daria abaixo de 0?

A água não é capaz de ceder todo o calor necessário para levar o gelo todo a zero grau (8.000 cal), logo o equilíbrio é abaixo de zero.