Transformação térmica

por TAYLON_WoRld=ShIt*10^12 Qui 16 Ago 2012, 14:36

0,10 Kg de vapor de água a 120 ºC e à pressão atmosférica normal constante devem ser transformados em gelo a -10 ºC.
a) Determine a quantidade de calor necessária para essa transformação.
(Dados: calor específico do vapor de água: $c_v=2\,.\,10^3\,J/kg\,.\,K$ ; temperatura de vaporização da água: $t_v_a=100\,ºC$ ;calor latente de vaporização da água: $L_v_a=2,3\,.\,10^6\,J/K$ ; calor específico da água: $c_a=4,2\,.\,10^3\,j/kg\,.\,K$ ; temperatura de fusão do gelo: $t_f_g=0\,ºC$ ; calor latente de fusão do gelo: $L_f_g=3,3\,.\,10^5\,J/kg$ ; calor específico do gelo: $c_g=2,1\,.\,10^3\,J/kg\,.\,K$ .)

a) $Q_1$ : para abaixar a temperatura do vapor de água de 120 ºC para 100 ºC.
$Q_1=m_vc_v\Delta t\Rightarrow Q_1=0,10[2.10^3(100-120)]\Rightarrow Q_1=-4.10^3\,J$

$Q_2$ : para transforma o vapor de água a 100 ºC em água a 100 ºC.
$Q_2=m_vL_v_a\Rightarrow Q_2=0,1(2,3.10^6)\Rightarrow Q_2=8,3.10^5\, J$

$Q_3$ : para abaixar a temperatura da água 100 ºC para 0 ºC.
$Q_3=m_ac_a\Delta t\Rightarrow Q_3=0,1[4,2.10^3(0-100)]\Rightarrow Q_3=-4,2.10^4\, J$

$Q_4=$ : para transformar a água em gelo.
$Q_4=mL_f_g\Rightarrow Q_4=0,1(3,3.10^5)\Rightarrow Q_4=3,3.10^4\, J$

$Q_5$ : para abaixar a temperatura do gelo de 0 ºC para -10 ºC.
$Q_5=mc_g\Delta t\Rightarrow Q_5=0,1[2,1.10^3(-10-<br />0)]\Rightarrow Q_5=-2,1.10^3\, J$

Quantidade de calor total nessa transformação:
$Q_T=Q_1+Q_2+Q_3+Q_4+Q_5\Rightarrow Q_T=(-4.10^3)+2,3.10^5+(-4,2.1-^4)+3,3.10^4+(-2,1.10^3)\Rightarrow Q_T=2,15.10^5\,J$

Resposta do livro:
3,1.10^5 J

Muito obrigado.

por **Elcioschin** Ter 21 Ago 2012, 11:53

Cálculo de Q2 errado (8,3*10^5 J). O correto é - 2,3*10^5 J

Se você adotou a perda de calor sensível como negativa (Q1, Q3, Q5) a perda de calor latente (Q2,Q4) TAMBÉM deve ser negativa:

Q2 = - 2,3*10^5 J
Q4 = - 3,3*10^4 J

Somando TODAS as parcelas negativas você obterá exatamente 3,111*10^5 J

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