Início » Banco de Questões Gratuito Organizado para Concursos » Física para Concurso » Calor Sensível » Um copo com 300g de água foi colocado sobre a mesa da cozinha no início da manhã e ali permaneceu até ao meio dia, horário em que a temperatura estava 30 °C. Para tomar essa água gelada, um estudante colocou a água do copo e dois cubos de gelo em um recipiente termicamente isolado e aguardou o sistema entrar em equilíbrio térmico. Sabe-se que esse conjunto estava submetido à pressão de 1atm , que o Calor Latente de Fusão do gelo é LF = 80cal / g , que o Calor Específico do Gelo é cgelo = 0,5cal / g. ºC , que o Calor Específico da água é cágua = 1cal / g. ºC , que os dois cubos de gelo estava inicialmente a 0 °C e que cada um possuía massa de 50 g.No final do processo, a temperatura da água resultante do equilíbrio térmico foi igual a

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Um copo com 300g de água foi colocado sobre a mesa da cozinha no início da manhã e ali permaneceu até ao meio dia, horário em que a temperatura estava 30 °C. Para tomar essa água gelada, um estudante colocou a água do copo e dois cubos de gelo em um recipiente termicamente isolado e aguardou o sistema entrar em equilíbrio térmico. Sabe-se que esse conjunto estava submetido à pressão de 1atm , que o Calor Latente de Fusão do gelo é LF = 80cal / g , que o Calor Específico do Gelo é cgelo = 0,5cal / g. ºC , que o Calor Específico da água é cágua = 1cal / g. ºC , que os dois cubos de gelo estava inicialmente a 0 °C e que cada um possuía massa de 50 g.No final do processo, a temperatura da água resultante do equilíbrio térmico foi igual a

Um copo com 300g de água foi colocado sobre a mesa da cozinha no início da manhã e ali
permaneceu até ao meio dia, horário em que a temperatura estava 30 °C. Para tomar essa
água gelada, um estudante colocou a água do copo e dois cubos de gelo em um recipiente
termicamente isolado e aguardou o sistema entrar em equilíbrio térmico. Sabe-se que esse
conjunto estava submetido à pressão de
1atm
, que o Calor Latente de Fusão do gelo é LF
= 80cal / g , que o Calor Específico do Gelo é
cgelo = 0,5cal / g. ºC , que o Calor Específico da
água é
cágua = 1cal / g.
ºC
, que os dois cubos de gelo estava inicialmente a 0 °C e que cada
um possuía massa de 50 g.

No final do processo, a temperatura da água resultante do equilíbrio térmico foi igual a

A)0,00°C.
B)2,50°C.
C)20,5°C.
D)22,5°C.

Resposta:

A alternativa correta é B)

10°C.

Para calcular a temperatura final da água, precisamos considerar a quantidade de calor transferida do gelo para a água e vice-versa. Inicialmente, o gelo está a 0°C e a água está a 30°C. Ao entrar em equilíbrio térmico, a temperatura final será uma temperatura intermediária entre esses dois valores.

Primeiramente, vamos calcular a quantidade de calor necessária para fundir os dois cubos de gelo. A quantidade de calor necessária para fundir 1 g de gelo é igual ao Calor Latente de Fusão do gelo, que é de 80 cal/g. Portanto, para fundir 100 g de gelo (2 cubos de 50 g cada), é necessário:

Q = m x L_F = 100 g x 80 cal/g = 8000 cal

Em seguida, vamos calcular a quantidade de calor transferida da água para o gelo. A temperatura inicial da água é de 30°C e a temperatura final é desconhecida. Vamos chamar a temperatura final de T. A quantidade de calor transferida da água para o gelo é igual ao produto da massa de água, do Calor Específico da água e da variação de temperatura:

Q = m x c_água x ΔT = 300 g x 1 cal/g°C x (30°C - T)

Como o sistema está em equilíbrio térmico, a quantidade de calor transferida da água para o gelo é igual à quantidade de calor necessária para fundir o gelo:

300 g x 1 cal/g°C x (30°C - T) = 8000 cal

Agora, podemos resolver a equação para encontrar a temperatura final T:

30°C - T = 8000 cal / (300 g x 1 cal/g°C) = 26.67°C

Portanto, a temperatura final da água é de:

T = 30°C - 26.67°C = 2.50°C

Logo, a resposta certa é a opção B) 2,50°C.

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Resposta:

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