Qual a quantidade de calor necessária para transformar 10 g de gelo à temperatura de 0 °C em vapor à temperatura de 100 °C? (Considere que o calor específico da água é Ca = 4,2 J/g.°C, o calor de fusão do gelo é Lg = 336 J/g e o calor de vaporização da água é Lv = 2 268 J/g.)

Para resolver esse problema, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para realizar três transformações: o derretimento do gelo, a elevação da temperatura da água líquida de 0 °C para 100 °C e a vaporização da água líquida.

Primeiramente, vamos calcular a quantidade de calor necessária para derreter 10 g de gelo à temperatura de 0 °C. Isso é feito utilizando o calor de fusão do gelo (Lg), que é de 336 J/g. Portanto, a quantidade de calor necessária é:

Q1 = m × Lg = 10 g × 336 J/g = 3360 J

Em seguida, vamos calcular a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura da água líquida de 0 °C para 100 °C. Isso é feito utilizando o calor específico da água (Ca), que é de 4,2 J/g°C. Portanto, a quantidade de calor necessária é:

Q2 = m × Ca × ΔT = 10 g × 4,2 J/g°C × 100 °C = 4200 J

Por fim, vamos calcular a quantidade de calor necessária para vaporizar a água líquida à temperatura de 100 °C. Isso é feito utilizando o calor de vaporização da água (Lv), que é de 2268 J/g. Portanto, a quantidade de calor necessária é:

Q3 = m × Lv = 10 g × 2268 J/g = 22680 J

Agora, basta somar as quantidades de calor necessárias para cada transformação para obter a resposta final:

Qt = Q1 + Q2 + Q3 = 3360 J + 4200 J + 22680 J = 30240 J

Portanto, a resposta correta é E) 30 240 J.