QUESTÃO 01 Determine a quantidade de calor em Kcal necessária para um bloco de gelo com 2 kg de massa, inicialmente a -5°C, seja aquecido até a temperatura de 5°C. DADOS: Calor específico do gelo = 0,5 cal/g°C Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g. A) 145 B)155 C)165 D)175
Calor específico do gelo ([tex]c_{g}[/tex]) = 0,5 cal/gºC
Calor latente de fusão do gelo ([tex]L_{f}[/tex]) = 80cal/g
Calor específico da água líquida ([tex]c_{a}[/tex])= 1 cal/gºC Calor sensível: Q = m.c.ΔT Calor latente: Q = m.L
Note que o bloco de gelo será aquecido até que comece a derreter (fusão) e após ocorrer a fusão completa do bloco restará água líquida - que será aquecida até 5ºC. Portando teremos 3 etapas: 1: gelo aquecido de -5ºC para 0ºC (temperatura que ocorre a fusão em condições ideais 0ºC): Calor sensível [tex]Q_{1}[/tex] 2: gelo sofrendo fusão em 0ºC: Calor latente [tex]Q_{2}[/tex] 3: massa de água líquida (gelo totalmente derretido) aquecida de 0ºC até 5ºC: Calor sensível [tex]Q_{3}[/tex]
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Dados:
Massa (m) = 2kg (2000g)
Calor específico do gelo ([tex]c_{g}[/tex]) = 0,5 cal/gºC
Calor latente de fusão do gelo ([tex]L_{f}[/tex]) = 80cal/g
Calor específico da água líquida ([tex]c_{a}[/tex])= 1 cal/gºC
Calor sensível: Q = m.c.ΔT
Calor latente: Q = m.L
Note que o bloco de gelo será aquecido até que comece a derreter (fusão) e após ocorrer a fusão completa do bloco restará água líquida - que será aquecida até 5ºC. Portando teremos 3 etapas:
1: gelo aquecido de -5ºC para 0ºC (temperatura que ocorre a fusão em condições ideais 0ºC): Calor sensível [tex]Q_{1}[/tex]
2: gelo sofrendo fusão em 0ºC: Calor latente [tex]Q_{2}[/tex]
3: massa de água líquida (gelo totalmente derretido) aquecida de 0ºC até 5ºC: Calor sensível [tex]Q_{3}[/tex]
Logo,
[tex]Q_{t} = Q_{1} + Q_{2} + Q_{3}[/tex]
[tex]Q_{t} = m.c_{g}.[/tex]Δ[tex]T[/tex] [tex]+ m.L_{f} + m.c_{a}.[/tex]Δ[tex]T[/tex]
[tex]Q_{t} = 2000 . 0,5 . 5 + 2000 . 80 + 2000 . 1 . 5[/tex]
[tex]Q_{t} = 5000 + 160000 + 10000[/tex]
[tex]Q_{t} = 175000cal[/tex]
[tex]Q_{t} = 175 Kcal[/tex]
Alternativa ''D''