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Uma pessoa está acampada no Alaska, onde a temperatura é de -20 ºC e 1atm de pressão. Ela quer elevar a temperatura de 2 kg de gelo, que está a -20 ºC, até 60 ºC.


Quanto calor é necessário para a operação?


Dados: Calor latente de fusão Lfágua =333,5 kJ/kg ; Calores específicos cágua =4,18 kJ/kg.K e cgelo=2,05 kJ/kg.K

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Resposta:

Para resolver essa questão, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 2 kg de gelo de -20°C para 60°C.

Primeiramente, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para fundir o gelo. Para isso, usamos o calor latente de fusão do gelo, que é de 333,5 kJ/kg. Como temos 2 kg de gelo, a quantidade de calor necessária para fundi-lo é:

Qfusão = m × Lfusão = 2 kg × 333,5 kJ/kg = 667 kJ

Em seguida, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura do gelo fundido (água) de 0°C para 60°C. Para isso, usamos o calor específico da água, que é de 4,18 kJ/kg.K. A variação de temperatura é de 60°C, então:

Qaquecimento = m × cágua × ΔT = 2 kg × 4,18 kJ/kg.K × 60 K = 502,8 kJ

Finalmente, somamos as quantidades de calor necessárias para fundir o gelo e para elevar a temperatura da água:

Qtotal = Qfusão + Qaquecimento = 667 kJ + 502,8 kJ = 1.250,6 kJ

Portanto, a resposta correta é a letra B) 1.250,60 kJ.

Essa quantidade de calor é necessária para elevar a temperatura de 2 kg de gelo de -20°C para 60°C, considerando a fusão do gelo e o aquecimento da água resultante.

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