OBF 2016 - Questão 8 - NIVEL II - Fase 3

Uma certa porção de gás ideal está encerrada na câmara formada por um pistão acoplado a um cilindro vertical. Inicialmente, a posição do pistão é mantida fixa através de um pino de forma que a pressão inicial do gás é p0=1,00 atm e seu volume é 5,00 litros. A pressão externa ao pistão pext=10,0 atm é dada pela soma da pressão atmosférica e da pressão exercida por uma massa m que está apoiada em sua superfície externa. As paredes do cilindro são diatérmicas e o conjunto está parcialmente mergulhado em uma mistura com água e gelo em equilíbrio entre si e com a atmosfera (todos os subsistemas estão à temperatura de 0C). Em certo momento, o pino é removido e espera-se que o sistema atinja um novo estado de equilíbrio. Qual a massa de gelo que se funde neste processo? 

Se alguém puder ajudar, desde já agradeço.

Tudo bem, como a temperatura é constante, a primeira lei implica que o trabalho realizado será igual ao calor liberado, o que equivale a (m) (L) onde L é o calor latente a ser encontrado (m). Agora, o trabalho realizado neste caso será P (externo) vezes a mudança de volume que pode ser calculada pela equação ideal de gás e, portanto, a resposta pode ser encontrada.