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Questão de Calorimetria – Física – Equilíbrio térmico
Uma mistura de água e gelo contém 100g de gelo a uma temperatura inicial de -10ºC e 250g de água líquida à temperatura inicial de 20ºC. Considere que há troca de calor apenas entre a água e o gelo e que tal mistura foi feita à pressão atmosférica de 1ATM.
Se o calor latente de fusão da água é de 80cal/g°C e o calor específico do gelo e da água são respectivamente 0,5cal/g°C e 1,0calg/°C, pode-se afirmar que a temperatura de equilíbrio térmico da mistura será de:
A) 15°C e não haverá mais gelo.
B) 0°C e haverá 43,75g de gelo.
C) 0°C e haverá 56,25g de gelo.
D) 12°C e não haverá mais gelo.
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Veja que para determinar a temperatura final do equilíbrio faremos:
Qgelo + Qágua = 0
Qgelo = quantidade de calor para transformar a temperatura de -10ºC a 0ºC + quantidade de calor latente para transformar gelo em água + quantidade de calor para transformar a água a 0ºC até a temperatura de equilíbrio.
Qágua = quantidade de calor para transformar a temperatura da água.
Substituindo teremos:
(Mg .Cg . ?T) + (Mg . L) + (Mg .Cg . ?T) + (Ma .Ca . ?T) = 0
(100 . 0,5 . (0 – (-10)) + (100 . 80) + (100 . 1 . (Tf – 0) + (250 . 1 . (Tf – 20) = 0
Tente continuar a partir daqui. Bons estudos.