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:
ã
Onde:
  • ã 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:
ã

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:
ã
Convertendo para quilojoules (já que ):

Resposta

A quantidade de calor que a amostra de gelo precisa absorver é aproximadamente .

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