01. (ITA-2006) Um bloco de gelo de 4,0 kg de massa que está a uma temperatura de -10,0°C é colocado em um calorímetro (recipiente isolado de capacidade térmica desprezivel) contendo 5,0 kg de água à temperatura de 40,0°C. Qual a quantidade de gelo que sobra sem derreter?
Dados: calor especifico sensível da água = 1 kcal/kg C: calor especifico sensivel do gelo= 0,50 kcal/kg°C, calor específico latente de fusão do gelo-80 kcal/kg.
Dados: calor especifico sensível da água = 1 kcal/kg C: calor especifico sensivel do gelo= 0,50 kcal/kg°C, calor específico latente de fusão do gelo-80 kcal/kg.
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Resposta:
m = 1,75 Kg
Explicação:
Veja só... Para responder essa questão você precisa calcular quanto de calor os 4Kg de gelo a temperatura de -10°C precisa receber para atingir a temperatura de equilíbrio 0°C do sistema. E ainda, calcular a quantidade de calor que os 5Kg de água do sistema deverá fornecer ao gelo até atingir a temperatura de equilíbrio 0°C. Para isso, em relação ao gelo, temos o cálculo de Q1 = mc1t ( calor sensível) e Q2= mL(calor latente) e a quantidade de calor total recebido: QR = Q1+Q2. Para a água temos o cálculo Q3 = mc2t (calor sensível). Lembre-se que c1 faz referência ao calor específico do gelo, c2 será o calor específico da água e L é o calor Latente de fusão do gelo. Feito os cálculos, compare o QR e o Q3 e veja que o QR é maior ( em módulo) do que o Q3 (em módulo). Agora, basta fazer a diferença dos dois valores (em módulo) e o resultado dessa diferença será utilizado no cálculo para obtermos a massa de gelo não fundido, pois, é justamente a diferença que falta para todo o gelo ser fundido. Assim, usamos o valor da diferença na equação Q=mL ( calor latente de fusão) e encontramos o valor de m que é o que está se pedindo.
Veja cálculos em anexo...