EQUILÍBRIO TÉRMICO ÁGUA-GELO

Misturam-se 200g de água a 20 graus Celsius com 60g de gelo a -5 graus Celsius. No equilíbrio térmico (0 graus Celsius), ficam 3g de gelo flutuando na água.


CALOR ESPECÍFICO DA ÁGUA = 1 cal/g C


CALOR LATENTE DE FUSÃO DO GELO = 80 cal/g


CALOR ESPECÍFICO DO GELO = 0,50 cal/g C




Determinar a quantidade de calor recebida pelo gelo.




Peço ajuda nessa questão!

o gelo primeiro aqueceu até 0°C e depois derreteu em parte, 57g
o calor necessário para isso é:
Q=aquecimento + fusão
Q=mL + mc(Tf - Ti)
Q=57.80 + 60.0,5.(+5) =4560+ 150 = 4710cal

observação:
a água, esfriando, é capaz de fornecer:
Qa = 200.1.20 = 4000cal

o gelo, para chegar na situação em que se encontra, não pode ter se utilizado somente do calor da água, ou seja, há fatores externos de aquecimento, o sistema não é adiabático.

Então a resposta seria 4000 cal, ou não é possível afirmar com precisão? Pode-se concluir que faltou um detalhamento maior do enunciado?

Acredito que o problema seja o gabarito de 4000cal mesmo, com esse enunciado até da pra chegar em uma resposta

E qual seria essa resposta?

Salve Marcos,

Pelos cálculos do companheiro Gustavo ele mostrou que para levar as 60 gramas de gelo para o ponto que o enunciado estabelece são necessários 4710 cal, mas ao calcularmos a energia liberada pelo resfriamento da água líquida vemos que ela alcança 4000 cal, ou seja, a energia expedida pela água líquida é insuficiente para elevar a temperatura do gelo a 0ºC e transformar 57 g daquele em líquido. Na verdade, se você realizar o cálculo inverso verá que cerca de 48 gramas do gelo irá se fundir.

Obs.: Nosso colega ainda pontuou que para o problema dar certo apenas com um sistema não-adiabático, isto é, um sistema que pode receber calor externo

Espero ter ajudado