Quantas calorias são necessárias para vaporizar 1,00 litro de água, se a sua temperatura é, inicialmente, igual a 10,0°C? Dados:- calor específico da água: 1,00 cal/g°C;- densidade da água: 1,00g/cm³ ;- calor latente de vaporização da água: 540cal/g.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado pede para calcular quantas calorias são necessárias para vaporizar 1,00 litro de água, começando com a temperatura inicial de 10,0°C. Vamos usar conceitos de calorimetria, especificamente calor específico e calor latente de vaporização. Para isso, vamos precisar da densidade da água, do calor específico da água e do calor latente de vaporização, que já estão fornecidos.
Passo 2
Primeiro, vamos converter o volume de água em massa, porque as fórmulas de calor lidam com a massa. Sabemos que a densidade da água é 1,00 g/cm³, e 1 litro é igual a 1000 cm³. Então:
Passo 3
Agora, vamos calcular o calor necessário para aquecer a água de 10,0°C até 100,0°C (ponto de ebulição). Usamos a fórmula do calor sensível:
Onde:
- $ m = 1000 , g $ (massa da água)
- $ c = 1,00 , cal/g°C $ (calor específico da água)
- $ \Delta T = 100,0°C - 10,0°C = 90,0°C $ (variação de temperatura)
Substituindo:
Passo 4
Depois de aquecer a água até 100°C, precisamos calcular o calor necessário para vaporizar toda essa água. Para isso, usamos a fórmula do calor latente de vaporização:
Onde:
- $ m = 1000 , g $ (massa da água)
- $ L = 540 , cal/g $ (calor latente de vaporização)
Substituindo:
Passo 5
Finalmente, somamos os dois calores calculados para obter o calor total necessário:
Resposta
Para vaporizar 1,00 litro de água, inicialmente a 10,0°C, são necessárias 630.000 calorias.