Qual é a quantidade de água que permanece na fase líquida quando extraímos 12 kcal de 260 g de água, cuja temperatura inicial é de ?

Passo 1

Então, a gente tem um problema onde vamos tirar 12 kcal de 260 gramas de água que estão a 0°C. A matéria que estamos lidando aqui é calor e mudanças de fase da água, tipo de líquido para sólido. Para resolver isso, vamos precisar entender do que se trata o calor latente de fusão e como ele funciona.

Passo 2

Primeiro, vamos converter as calorias que vamos tirar de quilocalorias para calorias mesmo, porque a unidade do calor latente geralmente é em calorias. Sabemos que 1 kcal = 1000 cal, então:

Passo 3

Agora, precisamos saber quanto calor é necessário para congelar toda essa água. Para isso, usamos o calor latente de fusão da água, que é de aproximadamente 80 cal/g. Então, para os 260 gramas:
á
Como estamos tirando apenas 12.000 cal, não dá para congelar toda a água.

Passo 4

Vamos descobrir quanto da água vai congelar com os 12.000 cal que estamos retirando. Dividimos o calor retirado pelo calor latente de fusão:

Passo 5

Por fim, para saber quanto de água permanece líquida, subtraímos a massa que congelou da massa total:
í

Resposta

110 gramas de água permanecem na fase líquida.

Exercícios relacionados

Um bastão a , medido por uma régua de aço à mesma temperatura, tem exatamente 20 cm de comprimento. Ambos, bastão e régua, são colocados num forno a , onde o bastão mede agora 20.1 cm de comprimento na mesma régua. a) Você esperaria que fosse maior ou menor que ? b) Qual o coeficiente de dilatação térmica do material de que é feito o bastão?
O calor específico de uma substância varia com a temperatura de acordo com a equação , sendo em e em . Calcule o calor necessário para aumentar a temperatura de 20 g desta substância de 5 até .
Em vez de definir a temperatura como função linear de uma certa propriedade , podemos definí-la como uma função logarítmica da forma , onde e são constantes. Considere no ponto do gelo e no ponto de vapor. Calcule e . Considere o comprimento da coluna líquida de um termômetro de mercúrio e tome como referência e e . a) Calcule a temperatura para . b) Ache as distâncias (em cm ) entre os pontos entre .