Ili Cem mililitros de água a 15ºC são colocados no congelador de

um refrigerador cujo coeficiente de desempenho é igual a 4,0. Que

quantidade de energia térmica é rejeitada para a vizinhança quando

a água é convertida em gelo a –15ºC?

Passo 1

Opa galeeeeera! Hoje vamos calcular a quantidade de poluição térmica gerada ao se congelar a água.

Primeiro precisamos saber quantos gramas de água estão sendo congelados. Sabendo que a densidade da água é de 1 g / m l :

1 = m V → m = 100 g

E lembrado que o calor especifico da água é de 1 cal/g.°C, do gelo é 0.5 cal/g.°C de e o calor latente de fusão da água é de 80 cal/g.

Passo 2

Então para formar gelo a - 15 ° C precisaremos de 3 processos, um de decréscimo de temperatura da água entre 15 ° C e 0 ° C :

Q ' =   m c Δ T = 100 ⋅ 1 ⋅ 15 = 1500   c a l

Um para transformar a água em gelo:

Q ' ' = m L = 100 ⋅ 80 = 800 0   c a l

E um para resfriar o gelo de 0 ° C para - 15 ° C :

Q ' ' ' = m c Δ T = 100 ⋅ 0.5 ⋅ 15 = 750

Passo 3

Portanto a quantidade de calor total é de:

Q t = Q ' + Q ' ' + Q ' ' ' = 1500 + 8000 + 750 = 10250   c a l

Resposta

Q t = 10250   c a l .

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