Os alimentos desidratados consumidos em acampamentos são reconstituídos com água quente. A energia usada para aquecer a água normalmente é fornecida por um combustível (em um fogão de campo, por exemplo). Quanta energia é necessária para aquecer a água? Calcule o calor necessário para aumentar de 20^circ C até 100 ^circ C a temperatura de (a) 100 g de água; (b) 2,00 mols de H2 O(l) ?
(Dados: Massa molar da água: 18 g / mol; Calor específico da água em gramas = 4,18 J/K g; Calor específico da água em mol =75 J / K mol; Em ambos os casos, De.
Resposta ( 0,3 ponto):

Passo 1

Vamos resolver um exercício de calorimetria! A questão pede para calcular a energia necessária para aquecer a água de 20^circ C até 100^circ C. Vamos precisar usar a fórmula do calor sensível, que é Q = m cdot c cdot De para a parte (a) e Q = n cdot C cdot De para a parte (b). Aqui, Q é a energia, m é a massa, c é o calor específico, n é a quantidade de mols, C é o calor específico molar e De é a variação de temperatura.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a energia necessária para aquecer 100 g de água.
Usamos a fórmula:
Q = m cdot c cdot De
Onde:
  • Q = 100 , g times 4,18 , J/(g·K) times 80 , K
  • Q = 100 times 4,18 times 80 (calor específico da água)
  • Q = 33.440 , J
Substituindo os valores:

Passo 3

Agora, vamos calcular a energia necessária para aquecer 2,00 mols de água.
Usamos a fórmula:
Q = n cdot C cdot De
Onde:
  • Q = 2,00 , mols times 75 , J/(mol·K) times 80 , K
  • Q = 2,00 times 75 times 80 (calor específico molar da água)
  • Q = 12.000 , J
Substituindo os valores:

Resposta

(a) A energia necessária para aquecer 100 g de água é 33.440 J.
(b) A energia necessária para aquecer 2,00 mols de água é 12.000 J.

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