Se misturamos num recipiente de capacidade térmica desprezível, 150 g de água a 80°C com 50 g de gelo a 0°C, considerando o calor específico da água igual a 1 cal/g°C e o calor de fusão do gelo como 80 cal/g, qual será a temperatura de equilíbrio da mistura?
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Resposta:
Фc = 40°C
Explicação:
QL = calor latente, muda o estado físico
Qs = calor sensível (não muda o estado físico)
Equlibrio térmico ∑´Q = 0
Calculando o calor latente:
Massa do gelo 50g
Calor de fusão do gelo: 80cal/g
QL = m*L
Ql = 50*80
QL = 400 cal
Calculando o calor sensivel da agua:
Massa da água: 150g
Calor especifico da água (c) = 1 cal/g°C
Q = m*c*ΔФ
Q = 150 * 1 * (0 - 80)
Q = - 12000 cal
Calculando temperatura de equilibrio:(Фe)
QL(gelo) + Qe + Q(agua)
4000 + m*c*ΔФ +-12000) = 0
4000 + 50 * 1 * (Фe - 0) + 150 * 1 * (Фe -80) = 0
4000 + 50Фe + 150Фe - 12000 = 0
- 8000 + 200Ф e = 0
200Фe = 80002
Фe = 8000/200
Фe = 40°C