Calorimetria

por Juliana firmino Ter 28 Jun 2016, 19:56

A figura mostra um recipiente termicamente isolado, de capacidade térmica desprezível, dentro do qual se encontra um bloco de 10 kg de gelo contendo uma pequena cavidade. A atmosfera interna do recipiente e o bloco de gelo estão a 0°C.

Calorimetria 68vwhh

Em um certo momento, o recipiente é aberto, e na cavidade do gelo, são jogados 40 g de água a 20°C, fechando-se, novamente, o recipiente. Após o sistema atingir o equilíbrio térmico, é correto afirmar que:

a) a cavidade terá seu volume aumentado e, em seu interior, haverá uma massa de água, a 0°C, superior a 40 g.
b) a cavidade terá seu volume diminuído e, em seu interior, haverá uma massa de água, a 0°C, inferior a 40 g.
c) no interior do recipiente haverá apenas gelo a 0°C
d) a cavidade conterá água e, sobre ela, uma camada superficial de gelo, todos a 0°C.
e) no interior do recipiente haverá apenas água a uma temperatura superior a 0°C.

Resposta: a

por **laurorio** Ter 28 Jun 2016, 20:07

Quanto vale o calor latente de fusão? Quanto vale o calor específico da água? Se o concurso não informou esses dados a questão deve ser anulada.

por Juliana firmino Ter 28 Jun 2016, 20:26

Estes valores não foram informados, mas creio que seja para adotar o calor latente de fusão 80 cal/g e o calor específico da água 1 cal/g°C.

por **laurorio** Ter 28 Jun 2016, 20:37

Juliana firmino escreveu:Estes valores não foram informados, mas creio que seja para adotar o calor latente de fusão 80 cal/g e o calor específico da água 1 cal/g°C.

ok

---------------------
Energia cedida quando toda água vai para 0 °C:

Q = 40 . 1 .(0-20) = -800 cal

Com essa energia cedida parte do gelo sofrerá fusão,
800 = m.80 ---> m = 10 g

A massa final de água a 0°C na cavidade será de 44+10 = 54 g.

por Juliana firmino Ter 28 Jun 2016, 21:17

laurorio escreveu:
Juliana firmino escreveu:Estes valores não foram informados, mas creio que seja para adotar o calor latente de fusão 80 cal/g e o calor específico da água 1 cal/g°C.
ok

---------------------
Energia cedida quando toda água vai para 0 °C:

Q = 40 . 1 .(0-20) = -800 cal

Com essa energia cedida parte do gelo sofrerá fusão,
800 = m.80 ---> m = 10 g

A massa final de água a 0°C na cavidade será de 44+10 = 54 g.

Posso sempre seguir esse procedimento? Toda a energia que a água cede, derrete parte do gelo a 0 grau.

por **laurorio** Ter 28 Jun 2016, 21:41

Sim, eu parti da definição que,

∑Q(cedido) + ∑Q(recebido) = 0 ---> ∑Q(recebido) = - ∑Q(cedido)

Para derreter todo o cubo de gelo é necessário que ele receba x cal. Veja:
Q = m.l
x = 10.000.80 = 8.10^5 cal

Espero que você tenha compreendido.

por Juliana firmino Ter 28 Jun 2016, 22:12

E se eu quisesse calcular a temperatura inicial do gelo para todo o sistema solidificar-se a 0 grau, considerando o calor específico do gelo igual a 0,5 cal/g°C?

Encontrei um valor de -0,8 °C.