Um recipiente refratário, contendo 10 g de platina líquida, é retirado de um forno a
e colocado em contato com o ar ambiente, cuja temperatura é de 25
, passando, então, a perder calor.
a) Em qual temperatura a platina começará a se solidificar?
b) Enquanto a platina está se solidificando, sua temperatura aumenta, diminui ou permanece constante?
c) Enquanto a platina está se solidificando, ela continua a ceder calor para o ambiente?
a) Em qual temperatura a platina começará a se solidificar?
b) Enquanto a platina está se solidificando, sua temperatura aumenta, diminui ou permanece constante?
c) Enquanto a platina está se solidificando, ela continua a ceder calor para o ambiente?
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos 10 gramas de platina líquida a 2000°C sendo colocadas em contato com o ar ambiente a 25°C. As perguntas são:
a) Em que temperatura a platina começa a solidificar.
b) Se, enquanto a platina está se solidificando, sua temperatura aumenta, diminui ou permanece constante.
c) Se, durante a solidificação, a platina continua a ceder calor para o ambiente.
b) Se, enquanto a platina está se solidificando, sua temperatura aumenta, diminui ou permanece constante.
c) Se, durante a solidificação, a platina continua a ceder calor para o ambiente.
Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre mudanças de fase e transferência de calor.
Passo 2
Começando pela parte a), queremos saber a temperatura em que a platina líquida começa a se solidificar. Isso é conhecido como o ponto de fusão da platina. O ponto de fusão é a temperatura na qual uma substância muda do estado líquido para o sólido.
A platina tem um ponto de fusão de aproximadamente 1768°C. Então, quando a platina líquida esfria até essa temperatura, ela começará a se solidificar.
Passo 3
Agora, para a parte b), vamos pensar no que acontece com a temperatura durante a solidificação. Quando uma substância está mudando de fase, como de líquido para sólido, essa mudança envolve a absorç��o ou liberação de calor latente. No caso da solidificação, a substância libera calor para o ambiente.
Durante esse processo de liberação de calor, a temperatura da substância permanece constante. Ou seja, a platina não vai continuar esfriando enquanto está se solidificando; ela vai manter a mesma temperatura até que toda a platina esteja no estado sólido.
Passo 4
Finalmente, na parte c), queremos saber se a platina continua cedendo calor enquanto está se solidificando. A resposta é sim. Mesmo durante a solidificação, a platina está liberando o calor latente de solidificação para o ambiente. Isso significa que enquanto parte da platina está se transformando de líquido para sólido, ela continua transferindo calor para o ambiente até que todo o material tenha solidificado.
Resposta
a) A platina começa a se solidificar a aproximadamente 1768°C.
b) Enquanto a platina está se solidificando, sua temperatura permanece constante.
c) Sim, enquanto a platina está se solidificando, ela continua cedendo calor para o ambiente.
Exercícios relacionados
Um calorímetro, cuja capacidade térmica é 42 cal
, contém 90 g de água. A temperatura do conjunto é de
. Coloca-se em seu interior um bloco de ferro, cuja massa é de 100 g e a temperatura é de
. Após ser atingido o equilíbrio térmico, a temperatura da mistura é de
. Determine o calor específico do ferro.
Uma pedra de enxofre, de massa igual a 200 g , encontra-se à temperatura de
, responda:
a) Se fornecermos 650 cal de calor a essa pedra, qual será a massa de enxofre que se fundirá?
b) Então, qual será a temperatura final do enxofre sólido? E do líquido?
a) Se fornecermos 650 cal de calor a essa pedra, qual será a massa de enxofre que se fundirá?
b) Então, qual será a temperatura final do enxofre sólido? E do líquido?