Quanta energia em Joules é necessária para mudar um cubo degelo de de gelo a para vapor a ? dados:
Calores especificos
Calor Especifico c
Substância
Gelo 2090 0,50
Água 4186 1,00
Vapor 2010 0,48
Calores latentes de fusão e vaporizaçăo
Substância
Ponto de fusio
Calor latente de
fusào
Ponto de ebulicào
(
Calor latente de
vaporizacao
Água 0,00 100,00
121.686 J
123.360 J
120.882 J
121.268 J
120.464 J

Passo 1

Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um cubo de gelo com massa de 40,0 g a -5,0°C e queremos transformá-lo em vapor a 110°C. Para resolver isso, vamos precisar calcular a quantidade de energia em Joules necessária para:
  1. Aquecer o gelo de -5°C até 0°C.
  2. Derreter o gelo em água a 0°C.
  3. Aquecer a água de 0°C até 100°C.
  4. Vaporizar a água em vapor a 100°C.
  5. Aquecer o vapor de 100°C até 110°C.
Vamos usar os calores específicos e os calores latentes que foram fornecidos no enunciado.

Passo 2

Primeiro, vamos aquecer o gelo de -5°C até 0°C. Para isso, usamos a fórmula:
Onde:
Antes de calcular, vamos converter a massa para kg:
Agora, calculando :

Passo 3

Segundo, vamos derreter o gelo em água a 0°C. Usamos o calor latente de fusão:
ã
Onde:
  • ã
Calculando :

Passo 4

Terceiro, vamos aquecer a água de 0°C até 100°C. Usamos a fórmula do calor:
á
Onde:
  • á
Calculando :

Passo 5

Quarto, vamos vaporizar a água a 100°C. Usamos o calor latente de vaporização:
çã
Onde:
  • çã
Calculando :

Passo 6

Por último, vamos aquecer o vapor de 100°C até 110°C. Usamos a fórmula do calor:
Onde:
Calculando :

Resposta

Somando todas as energias calculadas:
Portanto, a energia necessária é 121.686 J.

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