[calorimetria]

por Suou. 3/7/2013, 2:27 pm

No interior de um calorímetro ideal, são colocados 40 g
de água a 40 °C e um bloco de gelo de massa 10 g, à temperatura de
–20 °C. Qual a temperatura f inal de equilíbrio térmico?
Dados: calor específ ico do gelo = 0,50 cal/g °C;
calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g;
calor específ ico da água = 1,0 cal/g °C.

resposta: 14°C

Eu fiz isso: 40.1.(T-40) + 10 · 0,50 · [0 – (–20)] + 10 · 80 + 10.0.5.(T-0) = 0
T= 15,5°C

Se possivel, eu queria saber o que eu errei.

por **Euclides** 3/7/2013, 4:17 pm

Primeiro vamos ignorar que conhecemos a resposta e vamos verificar se o equilíbrio se dá abaixo ou acima de 0°C:

Para chegar a 0°C como água líquida

1) o gelo precisa receber

$\\10\times 0,5(0+20)+80\times 10=900cal$

2) a água deve ceder

$\\40\times 1(0-40)=-1600cal$

assim verificamos que a temperatura de equilíbrio estará acima de 0°C. Teremos as seguintes trocas de calor:

1) o gelo se aquece desde -20°C até 0°C
2) o gelo se funde completamente
3) o gelo (agora líquido) se aquece de 0°C até t
4) a água se resfria desde 40°C até t

$\\10.0,5(0+20)+80.10+10(t-0)+40.1(t-40)=0\\100+800+10t+40t-1600=0\\50t-700=0\\t=14^\circ C$

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