(IFMS 2016) Calorimetria

por Petrus Emmanuel Qua Nov 30 2016, 13:38

Em um calorímetro de capacidade térmica 100 cal/°C, inicialmente a 20°C, são misturados 200 g de água, também a 20°C, e 800 g de gelo, a -20°C. Admitindo-se a não interferência do meio, como pode ser descrito o sistema final obtido no estado de equilíbrio térmico?

Considere os dados:
Calor específico sensível da água no estado líquido: 1 cal/g°C
Calor específico sensível da água nos estados sólido e gasoso: 0,5 cal/g°C Calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g
Calor latente de solidificação da água: - 80 cal/g
Calor latente de vaporização da água: 540 cal/g

Calor latente de condensação da água: - 540 cal/g

A) a temperatura final de equilíbrio do sistema será 0°C, sendo que aproximadamente 40 gramas de água sofrem solidificação.
B) a temperatura final de equilíbrio do sistema será 0°C, sendo que 25 gramas da massa de água sofrem
solidificação
C) a temperatura final de equilíbrio do sistema será 6,6 °C.
D) a temperatura final de equilíbrio do sistema será 0°C e 25 gramas de gelo sofrem fusão.
E) a temperatura final de equilíbrio do sistema será aproximadamente 3,3°C.

Gab.: B

PS: Já fiz as contas. Só quero entender porque é letra B) e não D).

por **Elcioschin** Sex Dez 02 2016, 10:31

Calor necessário para todo o gelo chegar a 0 ºC (sem fundir): Qr = 800.0,5.20 = 8 000 cal

Calor fornecido, pelo calorímetro e pela água, para chegar a 0 ºC (sem a água solidificar):

Qf = 100.20 + 200.1.20 ---> Qf = 6 000 cal

Obviamente, uma massa m de água terá que solidificar para fornecer as 2 000 cal necessárias para o gelo chegar a 0ºC.

m.80 = 2 000 ---> m = 25 g ---> Temperatura final de equilíbrio térmico = 0 ºC

por Petrus Emmanuel Sex Dez 02 2016, 15:32

Valeu, Elcio!

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