Quanto calor é necessário para converter 1 kg de gelo a
em vapor a
?
Lembre-se de que o gelo e a água não têm o mesmo calor específico.
Lembre-se de que o gelo e a água não têm o mesmo calor específico.
Passo 1
Vamos resolver o exercício que nos pede para calcular o calor necessário para transformar 1 kg de gelo a
em vapor a
. Esse problema envolve conceitos de termodinâmica, especificamente calorimetria, que trata das trocas de calor durante mudanças de estado e de temperatura. Para resolver, vamos precisar das seguintes informações:
- Calor específico do gelo
- Calor de fusão do gelo
- Calor específico da água
- Calor de vaporização da água
Passo 2
Primeiro, precisamos aquecer o gelo de
até
. Para isso, usamos a fórmula do calor sensível:
Onde:
-
(massa do gelo) -
(calor específico do gelo) -
(variação de temperatura)
Calculando:
Passo 3
Em seguida, vamos derreter o gelo a
para transformá-lo em água. Para isso, usamos o calor de fusão:
Onde:
-
(calor de fusão do gelo)
Calculando:
Passo 4
Agora, precisamos aquecer a água de
até
. Utilizamos novamente o calor sensível:
Onde:
-
(calor específico da água) -
Calculando:
Passo 5
Por fim, vamos vaporizar a água a
, transformando-a em vapor. Para isso, usamos o calor de vaporização:
Onde:
-
(calor de vaporização da água)
Calculando:
Resposta
O calor total necessário para converter 1 kg de gelo a
em vapor a
é a soma de todos os calores calculados:
Portanto, são necessários
de calor.