O Calor Latente (L) é a quantidade de calor por unidade de massa (m) que uma substância deve receber ou ceder para realizar uma transição de fase (estado). Sua fórmula é Q_L = mL. Já o Calor Sensível é a quantidade de calor que é transferida entre os corpos, produzindo uma variação em sua temperatura (Delta T). A quantidade de calor sensível é Qc = mc Delta T, onde c é o calor específico da substância. Sabendo que para a água pura, o calor específico vale c_{H_2O} = 4,2kJ/kg^o C e o calor latente de vaporização vale L_{H_2O} = 2,26kJ/kg e, para o mercúrio, o calor específico vale c_{Hg} – 0,14kJ/kg^oC e o calor latente de vaporização vale L_{Hg} = 0,3 kJ/kg a uma temperatura de vaporização T_{Hg} = 357^o C. Considere que as substâncias possuem as mesmas massas e as seguintes afirmações:
I. Partindo de uma temperatura inicial de 25ºC, é necessário menos calor para evaporar toda a massa de água do que evaporar toda a massa de mercúrio.
II. É muito mais difícil resfriar a água do que o mercúrio, que é um metal.
III. Seja a água a 25ºC e o mercúrio a 200ºC, a temperatura aproximada de equilíbrio térmico com as duas massas isoladas trocando calor entre si é 98ºC
É correto afirmar que.
- A) Apenas a afirmativa I é correta.
- B) Apenas a afirmativa II é correta.
- C) Apenas as afirmativas I e II são corretas.
- D) Apenas as afirmativas I e III são corretas.
- E) Apenas as afirmativas II e III são corretas.
Resposta:
A alternativa correta é letra B) Apenas a afirmativa II é correta.
Analisando uma a uma,
I. Partindo de uma temperatura inicial de 25ºC, é necessário menos calor para evaporar toda a massa de água do que evaporar toda a massa de mercúrio.
ERRADA. O contrário pessoal. Reparem que o calor latente do mercúrio é menor. Isso significa que ele precisa de menos energia para vaporizar.
II. É muito mais difícil resfriar a água do que o mercúrio, que é um metal.
CORRETA. Conforme explicação anterior. Além disso, mesmo que a questão não desse essas informações poderíamos deduzir. Os metais aquecem e resfriam com muito mais facilidade do que a grande maioria dos materiais.
III. Seja a água a 25ºC e o mercúrio a 200ºC, a temperatura aproximada de equilíbrio térmico com as duas massas isoladas trocando calor entre si é 98ºC.
ERRADA.
(m c Delta T)_{ag} + (m c Delta T)_{Hg} = 0
m times 4,2 times (T - 25) + m times 0,14 (200 - T) = 0
4,2 times (T - 25) + 0,14 (T - 200) = 0
Para economizar tempo pessoal, ao invés de fazer a distributiva, substitua T pelo valor dado e vê se a igualdade se verifica.
4,2 times (98 - 25) + 0,14 (98 - 200) = 0 , (?)
292,32 = 0 , (FALSO)
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Gabarito: LETRA B.
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