Uma garrafa que contém, inicialmente, somente água líquida a 0 °c é deixada no congelador até o momento em que toda a água se transforma em gelo. Observa-se, então, que o volume final do gelo no interior da garrafa é de 500 ml. Sabendo que a densidade do gelo é 0,92 g/ml e que o calor latente de fusão do gelo é l = 80 cal/g, a quantidade de calor retirada da água pelo congelador, durante o processo de congelamento, foi igual a.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma garrafa com água a 0 °C que foi colocada no congelador até virar gelo. No final, o volume do gelo é de 500 ml. O que a gente vai usar aqui é o conceito de densidade e calor latente de fusão para descobrir quanto calor foi retirado da água durante esse processo.
Passo 2
Primeiro, vamos descobrir a massa do gelo formado. Sabemos que a densidade ($ \rho
V
m $) pode ser calculada usando a fórmula:
Então:
Passo 3
Agora, para encontrar a quantidade de calor retirada ($ Q $), usamos a fórmula do calor latente de fusão:
Onde $ L $ é o calor latente de fusão, que é 80 cal/g. Substituindo os valores:
Resposta
A quantidade de calor retirada da água pelo congelador foi de 36 800 calorias.