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(UEM - 2020) Calorimetria

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(UEM - 2020) Calorimetria Empty (UEM - 2020) Calorimetria

Mensagem por guihaag99 Qui 01 Jul 2021, 10:22

Em um dia em que a temperatura ambiente era de 30ºC, uma pessoa resolveu tomar um copo com água gelada para saciar sua sede. No entanto, descobriu que não havia garrafa de água na geladeira. Para baixar o mais rápido possível a temperatura de 100mL de água natural retirada de um filtro, ela colocou 5 cubos de gelo de 32g cada um (todos os cubos inicialmente a –10ºC) no interior de uma garrafa térmica a 30ºC, juntamente com a água a 30ºC. Considere que a garrafa térmica não troca calor com o ambiente externo. Assinale o que for correto.

Considere os seguintes dados: 
densidade da água: 1g/cm3;
densidade do gelo: 0,9g/cm3;
calor específico da água: 1cal/g.ºC;
calor específico do gelo: 0,5cal/g.ºC;
calor latente de fusão do gelo: 80cal/g;
capacidade térmica da garrafa térmica: 20cal/ºC.  

01) O volume de cada cubo de gelo é maior que 35cm3 .
02) Após o sistema atingir o equilíbrio térmico, verifica-se que a garrafa térmica cedeu 600 calorias.
04) Para que um cubo de gelo de 32g a 0ºC sofra fusão completa, são necessárias 640 calorias.
08) Após o sistema atingir o equilíbrio térmico, a pessoa verificou que havia 125g de gelo e 135g de água.
16) Fora da garrafa térmica, a mistura de água e gelo atingiria o equilíbrio térmico a uma temperatura de 30ºC. 

Gabarito: 27

Galera pq a 08 e a 16 estão corretas? Na 08 meu resultado deu que 45g de gelo derreteram; e na 16 a temperatura não iria abaixar ?

guihaag99
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Mensagem por Elcioschin Qui 01 Jul 2021, 11:46

08) Para haver água e gelo em equilíbrio térmico a temperatura final é 0 ºC

massa de gelo = 5.32 = 160 g

Calor cedido pela água e pela garrafa para chegar a 0 ºC --->

Qc = 100.1.(30 - 0) + 20.(30 - 0) ---> Qc = 3 600 cal ---> I

Calor recebido pelo gelo para chegar a 0 ºC e para uma massa m derreter --->

Qr = 160.0,5.[0 - (-10)] + m.80 ---> Qr = 800 + 80.m cal ---> II

Qr = Qc ---> 800 + 80.m = 3600 ---> m = 35 g

Total de água = 100 + 35 = 135 g
Total de gelo = 160 - 35 = 125 g

08 correta

16) Fora da garrafa térmica:

1) Parte do gelo vai derreter e o equilíbrio vai ser em 0 ºC
2) A temperatura do ambiente vai aquecer o conjunto água/gelo
3) Vai chegar um instante em que tudo vai chegar a 30 ºC

16 correta
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Mensagem por Gustavorab Qui 01 Jul 2021, 11:58

01) V= 32/0,9 = 35,555... cm³
02) QSgelo= 32.5.0,5.10=800 cal  
     QLgelo= 32.5.80 =12800cal
Para haver equilibrio térmico entre água e gelo a temperatura deve ser de 0ºC

     QSágua = 100.1.(0-30)= - 3000 cal
     QSgarrafa= 20.(0-30)=  - 600cal

04) QSgelo= 32..0,5.10=160 cal  
     QLgelo= 32.80 =2560 cal
 São necessários 2720 cal

08) QSgelo= 32.5.0,5.10=800 cal  
     QLgelo= 32.5.80 =12800cal
Calor necessário para derreter todo o gelo = 13600 cal

A água e a garrafa fornecem somente 3600 cal o que corresponde a:

3600= m. 80 + 32.5.0,5.10 
m = 35g de gelo derretidos
Logo teremos 
160-35 = 125g de gelo e
100+35 = 135g de água

16) Por estar sobre influência do meio, uma hora todo o sistema água + gelo irá entrar em equilíbrio térmico na temperatura ambiente a 30ºC

Estava respondendo a questão e não observei sua resposta Elcioschin, mas deixarei ela aqui caso ainda haja duvidas.
Gustavorab
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(UEM - 2020) Calorimetria Empty Re: (UEM - 2020) Calorimetria

Mensagem por guihaag99 Qui 01 Jul 2021, 21:07

Hmmm esqueci do detalhe que a água e o gelo se encontram em equilíbrio térmico a 0 graus
valeu elcio e gustavo!

guihaag99
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