17.48. Uma bandeja de cubos de gelo com massa desprezível contem 0,350 kg de água a 18 °C. Qual é a quantidade de calor necessária para esfria a água até 0 °C e solidifica-la? De a resposta em joules e em calorias.

Passo 1

Esse exercício fala sobre transição de fase, da fase liquida para a sólida. Então o calor pode ser calculado assim

Q = m c Δ T + L f

Onde L f é o calor latente da fusão. O valor desse calor latente para a agua a gente encontra no livro.

Agora é só substituir os valores

Q = 0,350 ⋅ 4190 ⋅ 0 - 18 - 334 ⋅ 10 3

Fazendo essa continha vai dar

Q = - 1,43 ⋅ 10 5   J

O sinal de menos significa que retiramos calor do sistema. Como o enunciado pergunta a quantidade de calor retirada podemos falar no módulo desse calor

Q = 1,43 ⋅ 10 5   J

Passo 2

O resultado de em Joules porque todas as unidades estão no SI. Mas não é difícil converter para calorias, o fator de conversão é 1 4,18  

1,43 ⋅ 10 5 4,18 = 34200   c a l  

Resposta

1,43 ⋅ 10 5   J

3,42 ⋅ 10 4   c a l

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