Sabendo-se que o calor latente de fusão do gelo é Lf = 80 cal/g e o calor específico da água é cágua = 1,0 cal/g °C, qual é a quantidade de calor total necessária para provocar a mudança de fase de 100 g de gelo a 0 °C para 100 g de água a 0 °C e, posteriormente, elevar a temperatura dessa mesma massa de água até 40 °C?

Resposta: 12.000 cal

Para calcular a quantidade total de calor necessária para provocar a mudança de fase de 100 g de gelo a 0°C para 100 g de água a 0°C e, posteriormente, elevar a temperatura dessa mesma massa de água até 40°C, precisamos considerar dois processos: a fusão do gelo e o aumento de temperatura da água.

Primeiramente, para fundir 100 g de gelo, precisamos fornecer uma quantidade de calor igual ao calor latente de fusão do gelo, que é de 80 cal/g. Portanto, a quantidade de calor necessária para fundir 100 g de gelo é:

Q_{1} = m times L_f = 100 g times 80 frac{cal}{g} = 8000 cal

Em seguida, para elevar a temperatura de 100 g de água de 0°C para 40°C, precisamos fornecer uma quantidade de calor igual ao produto da massa específica da água (1,0 cal/g°C) pela variação de temperatura (40°C). Portanto, a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura da água é:

Q_{2} = m times c times Delta T = 100 g times 1,0 frac{cal}{g°C} times 40°C = 4000 cal

Portanto, a quantidade total de calor necessária é a soma das quantidades de calor necessárias para fundir o gelo e elevar a temperatura da água:

Q_{total} = Q_{1} + Q_{2} = 8000 cal + 4000 cal = 12.000 cal

Logo, a alternativa correta é a letra C) 12.000 cal.