O ponto de congelamento de uma substância é de
. Qual É a quantidade de energia em joules ou quilojaules, necessária para converter 136 g da substância nos estados sólidos de
para líquido a 32,0
? Dados q fusão=11,0 J/g C= 0,140 J/ g.k
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Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa descobrir quanta energia, em joules ou quilojoules, é necessária para transformar 136 gramas de uma substância sólida a -38,8°C em líquido a 32,0°C. Para isso, vamos usar os conceitos de calor de fusão e capacidade térmica.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a energia necessária para derreter a substância, ou seja, para passar do estado sólido para o líquido na mesma temperatura de -38,8°C. Isso envolve o calor de fusão, que é a quantidade de energia necessária para mudar de fase sem alterar a temperatura.
A fórmula que usamos é:
Onde:
- $ q_{fusão} $ é a energia de fusão,
- $ m $ é a massa da substância,
- $ \Delta H_{fusão} $ é o calor de fusão.
Substituindo os valores:
Passo 3
Agora, vamos calcular a energia necessária para aquecer o líquido de -38,8°C até 32,0°C. Para isso, usamos a capacidade térmica, que é a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de uma unidade de massa em um grau Celsius.
A fórmula é:
Onde:
- $ q_{aquecimento} $ é a energia de aquecimento,
- $ C $ é a capacidade térmica,
- $ \Delta T $ é a variação de temperatura.
Calculando a variação de temperatura:
Agora, substituindo os valores na fórmula:
Resposta
A quantidade total de energia necessária para converter 136 g da substância de sólido a -38,8°C para líquido a 32,0°C é de aproximadamente 2.846,72 J ou 2,85 kJ.