Um recipiente aberto contém 0,550 kg de gelo a -15,0 ºC. A massa do recipiente pode ser desprezada. Fornecemos calor ao recipiente a uma taxa de 800,0 J/min durante 500,0 min. (a) Depois de quantos minutos o gelo começa a derreter? (b) Depois de quantos minutos, a partir do momento em que o aquecimento começou, a temperatura começará a se tomar maior que 0,0 ºC? (c) Faça um gráfico mostrando a temperatura em função do tempo decorrido.

Passo 1

Q = m c Δ T para uma mudança de temperatura e Q =   + m L f para a transição de fase sólida para líquida. O gelo começa a derreter quando sua temperatura atinge 0,0 C. ° O sistema permanece em 0,00 C° até que todo o gelo tenha derretido.

c = 2.01 ∙ 10 3 J k g ∙ K

L f = 3.34 ∙ 10 5 J k g

  1. Para elevar a temperatura do gelo até 0.00 ºC
  2. Q = m c Δ T = 0.550 2.01 ∙ 10 3 15.0 = 1.66 ∙ 10 4   J

    t = 1.66 ∙ 10 4 800 = 20.8   m i n

    Passo 2

  3. Para derreter todo o gele necessário
  4. Q = m L f = 0.550 3.34 ∙ 10 5 = 1.84 ∙ 10 5   J

    t = 1.84 ∙ 10 5 800 = 230   m i n

    O tempo total é de 251 min após o aquecimento ter começado.

    Passo 3

Resposta

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