Num calorímetro de capacidade térmica desprezível encontram-se 200 g de água a 20°C. Se um bloco de gelo de massa 100 g com temperatura de 0°C for colocado no interior desse calorímetro, tem-se que até atingir o equilíbrio térmico a massa de
(Considere: calor específico da água = 1,0 cal/g °C; calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g.)
- A) gelo diminui 40%.
- B) gelo diminui 50%.
- C) água aumenta 40%.
- D) água aumenta 50%.
Resposta:
A alternativa correta é letra B) gelo diminui 50%.
Para trazer os 200 gramas de água, dos 20º C para os 0º C, a parte líquida perderá a seguinte quantidade de energia:
Delta T times m times c_e
Na fórmula acima, temos:
- Delta T é a diferença de temperatura, no nosso caso, 20 º C
- m é a massa de água (200 gramas)
- c_e é o calor específico da água, que vale 1 caloria por grama - grau Celsius.
20 times 200 times 1 = 4.000 mbox{ cal}
Esta energia será empregada para derreter uma massa m' de gelo.
4.000 = L times m'
Acima, L é o calor latente de fusão do gelo.
4.000=80 m'
m' = 4.000 div 80
m'=50
Ou seja, da massa inicial de 100 gramas de gelo, 50 gramas serão derretidos. Os outros 50 gramas permanecem no estado sólido.
Assim, a massa de gelo diminui 50% (decréscimo de 100 gramas para 50 gramas). Resposta: B.
A massa de água líquida aumenta de 200 gramas para 250 gramas, ou seja, acréscimo de 25%.
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