• Em um calorímetro de paredes perfeitamente adiabáticas (não permitem a troca de calor com o ambiente) e de capacidade calorífica desprezível, encontram-se 200g de água a 60°C. Introduzem-se no calorímetro 150g de vapor de água a 120°C a 1.400g de gelo a -20°C.Sabe-se que, após as trocas de calor, o equilíbrio térmico ocorreu a 0°C.Calcular as massas de gelo e de água na condição de equilíbrio. (Dados: c vapor:=0,45 cal/g°C; c gelo= 0,49cal/g°C; c água=1,0 cal/g°C; calor latente de vaporização da água= 540cal/g ; calor latente do gelo= 80cal/g).
• GABARITO: Massa do Gelo: 204,6g e Água Líquida: 1.545,4g.
• GABARITO: Massa do Gelo: 204,6g e Água Líquida: 1.545,4g.
Lista de comentários
• Calor sensível liberado pelo vapor:
• Calor latente liberado na condensação:
• Calor sensível liberado pelo líquido condensado:
• Calor sensível liberado pelo líquido previamente existente no calorímetro:
• Calor sensível absorvido pelo gelo do calorímetro:
• Calor latente a ser descoberto, que, a depender do sinal, pode ter sido absorvido pelo gelo ao passar para a fase líquida (no caso de ser positivo) ou liberado pela água líquida ao passar para a fase sólida (no caso de ser negativo):
Para que tenhamos o equilíbrio térmico, a soma de todos as quantidades de calor listadas anteriormente tem que ser igual a 0. Assim:
Como dito anteriormente, caso Q fosse positivo, seria utilizado para liquefazer parte do gelo presente no calorímetro. Assim:
Portanto, a massa total de gelo dentro do calorímetro será a massa de gelo que havia menos a massa de gelo que passou para a fase líquida:
A massa de água, portanto, será igual a massa de líquido que havia antes (tanto o vapor que condensou, quanto a água que estava na fase líquida no calorímetro desde o início), acrescida da massa de gelo que se liquefez: