Calorimetria

por ALDRIN Sex 30 Out 2009, 12:13

Misturando 250 g de vapor de água a 100°C com 400 g de gelo a -25°C, sob pressão normal, e supondo que não haja troca de calor entre esses elementos e o recipiente que os contém, determine a temperatura de equilíbrio térmico. (Dados: calor específico do gelo = 0,5 cal/g°C; calor específico da água = 1 cal/g°C; calor de mudança de fase do vapor = 540 cal/g; calor de mudança de fase do gelo = 80 cal/g).

por Eduardo Ramos Sex 30 Out 2009, 17:46

A temperatura de equiliíbrio será 100ºC, pois mesmo que todo o gelo derreta e se transforme em água líquida a 100ºC, ainda haverá vapor.

Mas veja:

Dá pra perceber que o gelo todo vai derreter:

Q = m.c.∆T = 400.0,5.25 = 5000 cal
Q = m.L = 400.80 = 32000 cal

Agora para a água chegar aos 100ºC ela vai absorver quantas calorias?
Q = m.c.∆T
Q = 400.1.100
Q = 40000 cal

Agora todo mundo está em 100ºC. Mas parte do vapor a 100ºC se transformou em água a 100ºC, pois cedeu calor:
Q = m.L -------> Q = 5000 + 32000 + 40000
77000 = m.540
m = 143 g --------> somamos a massa de água = 143 + 400 = 543g

Conclusão: no equilíbrio teremos 543g de água líquida a 100ºC e 107g de vapor a 100ºC.

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