Mudanças de fase

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Mudanças de fase

Mensagem por ricardo2012 em Ter Mar 26 2013, 20:23

Um pesquisador estuda a troca de calor entre um bloco de ferro e certa quantidade de uma substância desconhecida, dentro de um calorímetro de capacidade térmica desprezível (ver Figura 1). Em sucessivas experiências, ele coloca no calorímetro a substância desconhecida, sempre no estado sólido à temperatura θ0 = 20°C, e o bloco de ferro, a várias temperaturas iniciais θ, medindo em cada caso a temperatura final de equilíbrio térmico θe. O gráfico da Figura 2 representa o resultado das experiências. A razão das massas do bloco de ferro e da substância desconhecida é mf/ms = 0,8. Considere o valor do calor específico do ferro igual a 0,1 cal/(g°C). A partir destas informações, determine para a substância desconhecida:
a) a temperatura de fusão.
b) o calor específico na fase sólida.
c) o calor latente de fusão L.

Spoiler:
A) 60 ºC B) 0,28 cal/g ºC C) 20 cal/g

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Re: Mudanças de fase

Mensagem por aryleudo em Ter Mar 26 2013, 23:01

ricardo2012 escreveu:Um pesquisador estuda a troca de calor entre um bloco de ferro e certa quantidade de uma substância desconhecida, dentro de um calorímetro de capacidade térmica desprezível (ver Figura 1). Em sucessivas experiências, ele coloca no calorímetro a substância desconhecida, sempre no estado sólido à temperatura θ0 = 20°C, e o bloco de ferro, a várias temperaturas iniciais θ, medindo em cada caso a temperatura final de equilíbrio térmico θe. O gráfico da Figura 2 representa o resultado das experiências. A razão das massas do bloco de ferro e da substância desconhecida é mf/ms = 0,8. Considere o valor do calor específico do ferro igual a 0,1 cal/(g°C). A partir destas informações, determine para a substância desconhecida:
a) a temperatura de fusão.
b) o calor específico na fase sólida.
c) o calor latente de fusão L.

Spoiler:
A) 60 ºC B) 0,28 cal/g ºC C) 20 cal/g

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Letra A
É só observar que o patamar formado na temperatura de equilíbrio ocorre a 60°C (observe o gráfico da temperatura).

Letra B
Q1 + Q2 = 0
mf.cf.∆t + ms.cs.∆t = 0
ms.cs.(60 - 20) = - mf.0,1.(60 - 200)
40ms.cs = 14mf
cs = (14mf)/(40ms)
cs = (14/40).(mf/ms)
cs = 0,35.0,8 --> cs = 0,28 cal/g°C

Letra C
Q1 + Q2 = 0
mf.cf.∆t + (ms.cs.∆t + ms.Ls) = 0
mf.0,1.(60 - 450) + ms.0,28.(60 - 20) + ms.Ls = 0
- 39mf + 11,2ms Ls.ms = 0
ms(11,2 + Ls) = 39mf
11,2 + Ls = (39mf)/ms
11,2 + Ls = 39.0,8
Ls = 31,2 - 11,2 --> Ls = 20 cal/g

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Re: Mudanças de fase

Mensagem por wagner cardoso em Qua Mar 22 2017, 10:42


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