Em um recipiente termicamente isolado de capacidade térmica 40,0 cal / °C e na temperatura de 25 °C são colocados 600 g de gelo a −10 °C e uma garrafa parcialmente cheia, contendo 2,0 L de refrigerante também a 25 °C , sob pressão normal.
Considerando a garrafa com capacidade térmica desprezível e o refrigerante com características semelhantes às da água, isto é, calor específico na fase líquida 1,0 cal / g °C e na fase sólida 0,5 cal / g °C , calor latente de fusão de 80,0 cal / g °C bem como densidade absoluta na fase líquida igual a 1,0 g/ cm^3 , a temperatura final de equilíbrio térmico do sistema, em °C, é
- A) −3,0
- B) 0,0
- C) 3,0
- D) 5,0
Resposta:
A alternativa correta é letra B) 0,0
Pessoal, vamos inicialmente ver o quanto de calor que os corpos mais quentes irão ceder e depois o quanto os corpos mais frios irão receber para chegar até 0 graus.
Para o refrigerante e o recipiente (mais quentes)
Q = m_R c_R Delta T_R + C_{Rec} Delta T_{Rec}
Q = 2.000 times 1 (0 - 25) + 40 times (0 -25) = - 51.000 , J
Agora, é a vez do gelo,
Q = m_g c_g delta T_g + m_g L_g
Q = 600 times 0,5 times (0 - (-10)) + 600 times 80 = + 51.000 , J
Pessoal, reparem que "não sobrou energia" para nenhuma transformação além da conversão de gelo para água. Logo, teremos água líquida e refrigerante líquido a zero graus (que foi a temperatura que definimos).
Gabarito: LETRA B.
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