Que quantidade de calor deve absorver uma amostra de gelo de massa
a
para passar ao estado líquido a
? (300KJ)
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos uma amostra de gelo com uma massa de
que está a
. A intenção é descobrir quanta quantidade de calor essa amostra precisa absorver para derreter completamente e aquecer até
. Vamos resolver isso passo a passo usando conceitos de calorimetria.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que para passar o gelo do estado sólido para o líquido, vamos precisar fornecer calor para derretê-lo. Esse calor é chamado de calor latente de fusão. A fórmula para calcular esse calor é:
Onde:
-
é a quantidade de calor necessária para derreter o gelo. -
é a massa do gelo. -
é o calor latente de fusão do gelo, que é aproximadamente .
Passo 3
Vamos calcular o calor necessário para derreter o gelo:
Passo 4
Agora que o gelo derreteu, temos água a
e precisamos aquecer essa água até
. Para isso, usamos a fórmula do calor sensível:
Onde:
-
é a quantidade de calor necessária para aquecer a água. -
é a capacidade térmica da água, aproximadamente . -
é a variação de temperatura, que é .
Passo 5
Vamos calcular o calor necessário para aquecer a água:
Passo 6
Para encontrar a quantidade total de calor necessária, somamos os dois valores que calculamos:
Convertendo para quilojoules (já que
):
Resposta
A quantidade de calor que a amostra de gelo precisa absorver é aproximadamente
.