Calorimetria

(UFS-SE) Um vaso de latão, de massa 200 g, contém 250 g de gelo a −20 °C. Introduzem-se no vaso 50 g de vapor de água a 120 °C.
Dados:
Calores específicos:
Calores latentes:
da água = 1,0 cal/g °C
de fusão de gelo = 80 cal/g
do gelo = 0,50 cal/g °C
de vaporização da água = 540 cal/g
do vapor = 0,50 cal/g °C
do latão = 0,095 cal/g °C
Analise as afirmações que seguem.

0-0)A temperatura de equilíbrio térmico é 61,5 °C.

1-1)A temperatura do vaso no instante que todo o vapor
se condensa é 2,5 °C.

2-2)Quando todo o gelo se funde a temperatura do
vapor é 100 °C.

3-3)No equilíbrio térmico, restará 10 g de gelo.

Calor cedido pelo vapor para se transformar em água a 100 ºC:

Qv = 50*0,50*(120 - 100) + 50*540 ----> Qv = 27 500 cal

Calor necessário para fundir todo o gelo:

Qg = 250*0,50*(0 + 20) + 250*80 ----> Qg = 22 500 cal

Calor necessário para aquecer o recipiente de - 20ºC a 0ºC:

Qr = 200*0,095*(0 + 20) = 380 cal

Total de calor recebido pelo conjunto até chegar a 0 ºC = 22 880 cal

Restam portanto 27 500 - 22 880 = 4 620 calorias do vapor

Com esta diferença sendo fornecida pela condensação do vapor, a temperatura atingida pelo conjunto será:

6 620 = 250*1*(T - 0) + 200*0,095*(T - 0) ---> 4 620 = 269*T ---> T ~= 17,2 ºC

Temos agora o conjunto (água fria + vaso) a 17,2 ºC e a água quente a 100 ºC

Seja T a temperatura de equlíbrio térmico final:

Calor recebido pelo água fria e o recipiente = calor cedido pela água quente

250*1*(T - 17,2) + 200*0,095*(T - 17,2) = 50*1*(100 - T)

250*T - 4300 + 19*T - 327 = 5 000 - 50*T

319*T = 9 627

T ~= 30,18 ºC

Alternativa 2-2