Qustão da PUC-SP. Numa cavidade localizada em um bloco de gelo...?
Numa cavidade localizada em um bloco de gelo(c gelo = 0,5 cal/gºC)a - 10ºC é colocado um pedaço de 100g de cobre (
c cobre = 0,09 cal/gºC) a temperatura de 200ºC. Calcule a massa de gelo que será fundida. Dados calor latente de fusão do gelo =80cal/g e massa total do bloco de gelo = 280g.
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Para o cobre esfriar totalmente é necessário que ele perca uma quantidade Q de calor.
Q = m*c*deltaT
Q = 100*0,09*200
Q = 1800 cal
Para elevar a temperatura do gelo para 0°C é necessário Q' calorias.
Q' = 280*0,5*10
Q' = 1400 cal
Depois de esquentar o gelo gastando 1400 cal para isso sobram 400 cal para o cobre fundir o gelo.
Q'' = m*f
400 = m*80
m = 400/80
m = 5 g
O cobre fundi 5g de gelo.
Para o cobre esfriar totalmente é necessário que ele perca uma quantidade Q de calor.
Q = m*c*deltaT
Q = 100*0,09*200
Q = 1800 cal
Para elevar a temperatura do gelo para 0°C é necessário Q' calorias.
Q' = 280*0,5*10
Q' = 1400 cal
Depois de esquentar o gelo gastando 1400 cal para isso sobram 400 cal para o cobre fundir o gelo.
Q'' = m*f
400 = m*80
m = 400/80
m = 5 g
O cobre fundi 5g de gelo.
Bom... o cobre cederá calor suficiente para que todo o gelo (280g) chegue à temperatura de 0ºC [calor sensível Q=m.c.(Tfinal-Tinicial)]
Q(cobre)=100.0,09.(0-200)= -1800 J
Q(gelo até 0ºC)=280.0,5.[0-(-10)]= +1400 J
Depois, a quantidade de calor que "sobrar" do cobre será utilizada para derreter parte do gelo (ainda a 0ºC), e é então que entra o calor latente. Obs.: Como é uma fusão, o sinal do calor latente [Q=m.L] é positivo (é absorvido). Se fosse uma solidificação, seria negativo.
Q(gelo derretendo)=m.80 J
Como todo o calor cedido tem que ser igual ao absorvido, Q(cedido)+ Q(recebido)=0
Q(cobre)+Q(gelo até 0ºC)+Q(gelo derretendo)=0
Agora, é só efetuar os cálculos e descobrir a massa.
Espero ter sido útil. ^^
P.S. Por favor informe se a ajuda foi válida. É um incentivo para continuar.