Um objeto é resfriado de 100^circ C a 0^circ C e, em seguida, congelado. Se a massa do objeto é de 1 kg e o calor latente de solidificação é de 200 kJ / kg, calcule a quantidade de calor transferida.

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um objeto de 1 kg que é resfriado de 100^circ C até 0^circ C e depois congelado. O objetivo é calcular a quantidade total de calor que foi transferida nesse processo. Para resolver isso, vamos precisar aplicar conceitos de calor sensível e calor latente, além de usar a fórmula da quantidade de calor.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o calor necessário para resfriar o objeto de 100^circ C até 0^circ C. Isso é chamado de calor sensível e podemos usar a fórmula:
Qsensível = m cdot c cdot Deí
Onde:
  • 100^circ C - 0^circ C = 100^circ C é a massa do objeto (1 kg),
  • é a capacidade térmica específica da água (aproximadamente ),
  • é a variação de temperatura ( ).

Passo 3

Substituindo os valores na fórmula:
Qsensível = 1 , kg cdot 4200 , J/(kg cdot °C) cdot 100 , °C = 420,000 , J í
Convertendo para quilojoules (1 kJ = 1000 J):
Qsensível = 420 , kJ í

Passo 4

Agora, vamos calcular o calor necessário para congelar o objeto a 0^circ C. Isso é chamado de calor latente de solidificação e usamos a fórmula:
Qlatente = m cdot L
Onde:
  • 200 , kJ/kg é a massa do objeto (1 kg),
  • é o calor latente de solidificação ( ).

Passo 5

Substituindo os valores na fórmula:
Qlatente = 1 , kg cdot 200 , kJ/kg = 200 , kJ

Passo 6

Finalmente, somamos os dois calores para encontrar a quantidade total de calor transferida:
Qtotal = Qsensível + Qlatente = 420 , kJ + 200 , kJ = 620 , kJ í

Resposta

A quantidade total de calor transferida é de 620 kJ.

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