Quantos joules devem ser fornecidos para 60 g de gelo a -10^circ C derreter e ainda aumentar a temperatura da água até 40^circ C ?

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:
Q1 = m cdot c>=lo cdot De
Onde:
- Q1 = 60 times 2,1 times 10 = 1260 , J (massa do gelo)
- (calor específico do gelo)
- (variação de temperatura)
Calculando:

Passo 3

Agora, vamos derreter o gelo a 0°C. Para isso, usamos a fórmula do calor latente de fusão:
Q2 = m cdot Lf
Onde:
- Q2 = 60 times 334 = 20040 , J
- (calor latente de fusão da água)
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:
Q3 = m cdot cágua cdot Deá
Onde:
- Q3 = 60 times 4,18 times 40 = 10032 , J
- á (calor específico da água)
-
Calculando:

Resposta

Somando todas as energias:
Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 = 1260 + 20040 + 10032 = 31332 , J
Então, são necessários 31.332 joules para derreter 60 g de gelo a -10°C e aquecer a água resultante até 40°C.

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