Um cantil aberto, abandonado próximo a uma fogueira, contém 200g de água a 40ºC. A temperatura da água sobe sem evaporação até 100ºC. A essa temperatura toda a quantidade de água se transforma em vapor a 100ºC.
Sabendo que o calor específico da água é 1,0cal/gºC e que o seu calor latente de vaporização é 540cal/g, o calor absorvido pela água no processo considerado foi:
- A) 120000 cal;
- B) 108000 cal;
- C) 96000 cal;
- D) 12000 cal.
Resposta:
A alternativa correta é letra A) 120000 cal;
O processo descrito é composto de duas etapas:
- Aquecimento da água de 40^o C até 100^o C.
- Mudança de estado líquido para o gasoso de todo o conteúdo.
Calculamos separadamente cada um dos calores necessários em cada processo. O calor de aquecimento é obtido pela equação:
Q_1 = m . c . Delta T
sendo m a massa em gramas, c o calor específico e Delta T a variação de temperatura. Assim,
Q_1 = 200 . 1 . (100 - 40)
Q_1 = 200 . 60
Q_1 = 12000
No segundo momento, usamos o calor latente de vaporização c_v para determinar a energia necessária para a mudança de estado:
Q_2 = m . c_v
Q_2 = 200 . 540
Q_2 = 108000
Por fim, o calor total será a soma dos calores dos dois processos:
Q_{total} = Q_1 + Q_2
Q_{total} = 12000 + 108000
Q_{total} = 120000 cal
como vemos na alternativa A.
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