Quantos joules devem ser fornecidos para 60 g de gelo a
derreter e ainda aumentar a temperatura da água até
?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão que pede para calcular quantos joules são necessários para transformar 60 gramas de gelo a -10°C em água a 40°C. A gente vai precisar usar conceitos de calor específico e calor latente de fusão da água. Isso significa que vamos calcular a energia necessária para aquecer o gelo até 0°C, derretê-lo e depois aquecer a água resultante até 40°C.
Passo 2
Primeiro, vamos aquecer o gelo de -10°C até 0°C. Para isso, usamos a fórmula do calor específico:
Onde:
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Calculando:
Passo 3
Agora, vamos derreter o gelo a 0°C. Para isso, usamos a fórmula do calor latente de fusão:
Onde:
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Calculando:
Passo 4
Por último, vamos aquecer a água formada de 0°C até 40°C. Usamos novamente a fórmula do calor específico, mas agora com o calor específico da água:
Onde:
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Calculando:
Resposta
Somando todas as energias:
Então, são necessários 31.332 joules para derreter 60 g de gelo a -10°C e aquecer a água resultante até 40°C.