Calor latente
Veja o gráfico , antes de responder
Obs: Se puder colocar foto dos gráficos como exemplo no anexo , desde já agradeço a compreensão de quem for me ajudar. Se por a causa não conseguir, entre em contato comigo
1) 250 gramas de gelo (0,55) está a -30 graus , quantos cal é necessário para transformar em água a 100° C?
2) 300 gramas de água está a 60° C , quantos cal se faz necessário para formar um bloco de gelo de (0,55) a -10?
3)) Um bloco de bronze (0,09) de massa 500 gramas, encontra- se a 0° C. Determinar o equilíbrio térmico quando colocado junto à uma porção de areia de 30 gramas à uma temperatura de 50° C.
Veja o gráfico , antes de responder
Obs: Se puder colocar foto dos gráficos como exemplo no anexo , desde já agradeço a compreensão de quem for me ajudar. Se por a causa não conseguir, entre em contato comigo
1) 250 gramas de gelo (0,55) está a -30 graus , quantos cal é necessário para transformar em água a 100° C?
2) 300 gramas de água está a 60° C , quantos cal se faz necessário para formar um bloco de gelo de (0,55) a -10?
3)) Um bloco de bronze (0,09) de massa 500 gramas, encontra- se a 0° C. Determinar o equilíbrio térmico quando colocado junto à uma porção de areia de 30 gramas à uma temperatura de 50° C.
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Aplicando conceitos de calorimetria, encontramos que os resultados das questões são:
Calorimetria
É o ramo da física que estuda as trocas de energia de um sistema.
Para calcular a quantidade de calor trocada entre dois ou mais corpos, devemos entender a diferença entre calor sensível e calor latente.
Para calcularmos a quantidade de calor sensível trocada, utilizamos a seguinte fórmula:
[tex]\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=m.c.\Delta T}$}}[/tex]
Em que:
[tex]\displaystyle\text{$\mathsf{Q=quantidade~de~calor~(cal)}$}\\\displaystyle\text{$\mathsf{m=massa~(g)}$}\\\displaystyle\text{$\mathsf{c=calor~especifico(cal/g^{o}C)}$}\\\displaystyle\text{$\mathsf{\Delta T=variacao~de~temperatura(^{o}C)}$}[/tex]
A fórmula para se calcular a quantidade de calor latente trocada é dada por:
[tex]\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=m.L}$}}[/tex]
Em que:
[tex]\displaystyle\text{$\mathsf{Q=quantidade~de~calor~(cal)}$}\\\displaystyle\text{$\mathsf{m=massa~(g)}$}\\\displaystyle\text{$\mathsf{L=calor~latente~(cal/g)}$}[/tex]
Resolução dos exercícios
1) Para o gelo ser transformado em água a 100ºC, ele passará por 3 etapas:
Devemos calcular a quantidade de calor utilizada em cada uma das etapas.
[tex]\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=m~.~c~.~\Delta T\left\{\begin{matrix} \large\displaystyle\text{$\mathsf{m=250g}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{c_{gelo}=0,5~cal/g^{o}C}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{\Delta T=0-(-30)=30^{o}C}$}\end{matrix}\right.}$}\\\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=250~.~0,5~.~30}$}\\\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=3750~cal}$}}[/tex]
[tex]\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=m~.~L\left\{\begin{matrix} \large\displaystyle\text{$\mathsf{m=250g}$}\\ \large\displaystyle\text{$\mathsf{L_{gelo}=80~cal/g}$}\end{matrix}\right.}$}\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=250~.~80}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=20000~cal}$}[/tex]
[tex]\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=m~.~c~.~\Delta T\left\{\begin{matrix} \large\displaystyle\text{$\mathsf{m=250g}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{c_{agua}=1~cal/g^{o}C}$} \\\large\displaystyle\text{$\mathsf{\Delta T=100-0=100^{o}C}$}\end{matrix}\right.}$}\\\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=250~.~1~.~100}$}\\\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=25000}$}}[/tex]
[tex]\boxed{\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{3750+20000+25000=48750~cal}$}}}[/tex]
2) Para transformar a água em um bloco de gelo a -10ºC, ela deverá passar por 3 etapas:
Deveremos calcular a quantidade de calor recebida em cada uma das etapas.
[tex]\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=m~.~c~.~\Delta T\left\{\begin{matrix} \large\displaystyle\text{$\mathsf{m=300g}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{c_{agua}=1~cal/g^{o}C }$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{\Delta T=0-60=-60^{o}C }$}\end{matrix}\right.}$}\\\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=300~.~1~.~(-60)}$}\\\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=-18000~cal}$}}[/tex]
[tex]\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=m~.~L}$}\left\{\begin{matrix} \large\displaystyle\text{$\mathsf{m=300g}$}\\ \large\displaystyle\text{$\mathsf{L_{gelo}=80~cal/g}$}\end{matrix}\right.\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=300~.~80}$}\\\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=-24000~cal}$}}[/tex]
Obs: a quantidade de calor deve ser negativa pois a água cede calor para que possa solidificar.
[tex]\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=m~.~c~.~\Delta T}$}\left\{\begin{matrix} \large\displaystyle\text{$\mathsf{m=300g}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{c_{gelo}=0,5~cal/g^{o}C}$} \\\large\displaystyle\text{$\mathsf{\Delta T=-10-0=-10^{o}C}$}\end{matrix}\right.\\\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=300~.~0,5~.~(-10)}$}\\\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q-1500~cal}$}}[/tex]
[tex]\boxed{\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{-18000-24000-1500=-43500~cal}$}}}[/tex]
3) A soma das quantidades de calor trocadas entre dois ou mais corpos deve ser sempre igual a 0. O bronze e areia trocarão somente calor sensível. Logo:
[tex]\large\displaystyle\text{$\mathsf{\underbrace{m~.~c~.~\Delta T}_{bronze}~+~\underbrace{m~.~c~.~\Delta T}_{areia}=0}$}\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{500~.~0,09~.~(T-0)+30~.~0,2~.~(T-50)=0}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{45~.~(T-0)+6~.~(T-50)=0}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{45T-0+6T-300=0}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{51T-300=0}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{51T=300}$}\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{T=\dfrac{300}{51}}$}[/tex]
[tex]\large\displaystyle\text{$\mathsf{T=5,882...}$}\\\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{T\approx6^{o}C}$}}[/tex]
⭐ Espero ter ajudado! ⭐
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