Qual a quantidade total de calor necessária para provocar a mudança de fase de 100 g de gelo a 0 ºC para a mesma quantidade de água a 0 ºC e, em seguida, aquecer essa massa de água a 10 ºC?

Resposta: E) 9.000 cal

Para encontrar a quantidade total de calor necessária para provocar a mudança de fase de 100 g de gelo a 0°C para a mesma quantidade de água a 0°C e, em seguida, aquecer essa massa de água a 10°C, devemos dividir o problema em duas etapas.

Primeiramente, para que o gelo derreta completamente, é necessário fornecer ao sistema uma quantidade de calor igual ao produto do calor latente de fusão do gelo (80 cal/g) pela massa de gelo (100 g). Ou seja:

Q₁ = 80 cal/g × 100 g = 8.000 cal

Em seguida, para aquecer a água de 0°C a 10°C, é necessário fornecer ao sistema uma quantidade de calor igual ao produto do calor específico da água (1 cal/g.°C) pela massa de água (100 g) e pela variação de temperatura (10°C). Ou seja:

Q₂ = 1 cal/g.°C × 100 g × 10°C = 1.000 cal

Portanto, a quantidade total de calor necessária é a soma das quantidades de calor necessárias para as duas etapas:

Q_total = Q₁ + Q₂ = 8.000 cal + 1.000 cal = 9.000 cal

Logo, a alternativa correta é a letra E) 9.000 cal.