Uma esfera de alumínio, com 20 gramas de massa, é retirada de um forno a 400°C e colocada em cima de um enorme bloco de gelo a 0°C. Sabe-se que o calor específico sensível do alumínio é 0,22 cal/g°C e o calor específico latente de fusão do gelo é 80 cal/g. Considerando o sistema esfera de alumínio e gelo como isolado, a quantidade de gelo que irá se fundir é:
Uma esfera de alumínio, com 20 gramas de massa, é retirada de um forno a 400°C e colocada em cima de um enorme bloco de gelo a 0°C. Sabe-se que o calor específico sensível do alumínio é 0,22 cal/g°C e o calor específico latente de fusão do gelo é 80 cal/g. Considerando o sistema esfera de alumínio e gelo como isolado, a quantidade de gelo que irá se fundir é:
- A)11 g
- B)22 g
- C)33 g
- D)100 g
Resposta:
A alternativa correta é B)
Vamos começar calculando a quantidade de calor que a esfera de alumínio perde ao ser retirada do forno a 400°C e colocada em cima do bloco de gelo a 0°C. Para isso, usamos a fórmula Q = m × c × ΔT, onde Q é a quantidade de calor, m é a massa do corpo, c é o calor específico do corpo e ΔT é a variação de temperatura.
No caso da esfera de alumínio, temos:
Q = 20 g × 0,22 cal/g°C × (400°C - 0°C) = 1760 cal
Essa é a quantidade de calor que a esfera de alumínio perde ao se resfriar de 400°C para 0°C.
Agora, vamos calcular a quantidade de gelo que irá se fundir. Para isso, usamos a fórmula Q = m × L, onde Q é a quantidade de calor, m é a massa do gelo que se funde e L é o calor específico latente de fusão do gelo.
No caso do gelo, temos:
1760 cal = m × 80 cal/g
Para encontrar a massa de gelo que se funde, dividimos ambos os lados da equação por 80 cal/g:
m = 1760 cal ÷ 80 cal/g = 22 g
Portanto, a quantidade de gelo que irá se fundir é de 22 g.
O gabarito correto é, de fato, B) 22 g.
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