Um pequeno vasilhame com 10,0 g de água a 20,0 ºC é colocado em um congelador. Após algum tempo, essa água se transforma em um pequeno bloco de gelo a uma temperatura de –20 ºC. Considere que o calor específico da água é de 1,0 cal/g ºC, que o calor específico do gelo é de 0,5 cal/g ºC e que o calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g. A quantidade de calor, em calorias, retirada do sistema (água/gelo) durante todo esse processo foi de

Resposta: D) 1100 cal.

Para resolver essa questão, precisamos calcular a quantidade de calor retirada do sistema (água/gelo) durante todo o processo de transformação da água em gelo.

Primeiramente, vamos calcular a quantidade de calor necessária para reduzir a temperatura da água de 20,0°C para 0°C. Isso é feito utilizando a fórmula Q = mcΔT, onde Q é a quantidade de calor, m é a massa da água (10,0 g), c é o calor específico da água (1,0 cal/g°C) e ΔT é a variação de temperatura (20,0°C para 0°C). Substituindo os valores, obtemos:

$$Q_1 = mcDelta T = 10,0 text{ g} times 1,0 frac{text{cal}}{text{g°C}} times (-20,0°C) = -200 text{ cal}$$

Em seguida, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para congelar a água a 0°C. Isso é feito utilizando a fórmula Q = mL, onde Q é a quantidade de calor, m é a massa da água (10,0 g) e L é o calor latente de fusão do gelo (80 cal/g). Substituindo os valores, obtemos:

$$Q_2 = mL = 10,0 text{ g} times 80 frac{text{cal}}{text{g}} = 800 text{ cal}$$

Finalmente, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para reduzir a temperatura do gelo de 0°C para -20,0°C. Isso é feito utilizando a fórmula Q = mcΔT, onde Q é a quantidade de calor, m é a massa do gelo (10,0 g), c é o calor específico do gelo (0,5 cal/g°C) e ΔT é a variação de temperatura (0°C para -20,0°C). Substituindo os valores, obtemos:

$$Q_3 = mcDelta T = 10,0 text{ g} times 0,5 frac{text{cal}}{text{g°C}} times (-20,0°C) = -100 text{ cal}$$

Agora, somamos as quantidades de calor calculadas anteriormente para obter a quantidade total de calor retirada do sistema:

$$Q_{total} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = -200 text{ cal} + 800 text{ cal} - 100 text{ cal} = 1100 text{ cal}$$

Portanto, a alternativa correta é D) 1100 cal.