Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 18.Problemas Adicionais - Ex. 77

A temperatura de um cubo de gelo de 0,700   k g é reduzida para - 150 ° C . Em seguida, é fornecido calor ao cubo, mantendo-o termicamente isolado do ambiente. A transferência total é de 0,6993   M J . Suponha que o valor de c g e l o que aparece na Tabela 18 - 3 é válido para temperaturas de - 150 ° C a 0 ° C . Qual é a temperatura final da água?

Passo 1

Ok, temos um cubo de gelo a uma temperatura inicial:

T o = - 150 ° C

E vamos fornecer uma quantidade de calor:

Q = 0,6693   M J = 0,6693   .   10 6   J

A única dificuldade aqui é a seguinte: o gelo deve derreter no meio do aquecimento, isso quer dizer que temos que considerar (1) a mudança no calor específico e (2) o calor de fusão na mudança de fase!

Então tá, como vai ficar essa equação? Bom, do - 150 ° C até 0 ° C , o calor segue essa fórmula aqui:

Q g = m c g e l o Δ T 1 = m c g e l o ( 0 - ( - 150 ) )

Q g = 150 m c g e l o

Na mudança de fase, a fórmula é essa aqui:

Q F = L F m

E do 0 ° C em diante:

Q a = m c á g u a Δ T 2

Passo 2

Então, o calor total que o enunciado vai obedecer a seguinte relação:

Q T = Q g + Q F + Q a

Q T = 150 m c g e l o + L F m + m c á g u a Δ T 2

Nosso objetivo é saber a temperatura final da água, então vamos isolar:

Δ T 2 = Q T - 150 m c g e l o - L F m m c á g u a

E como a água existe do 0 ° C em diante, a variação de temperatura é:

T f - 0 = Q T m - 150 c g e l o - L F c á g u a

Agora vamos substituir os valores:

T f = 0,6993.10 6 0,700 - 150 2220 - ( 333.10 3 ) 4187

T f = 79,5318 ° C

E então:

T f = 79,5 ° C

Pronto, resolvido!

Resposta

A temperatura final da água é T f = 79,5 ° C .

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

a) Um estudante típico assistindo a uma aula de física atentamente produz um calor de 100 W. Qual é a quantidade de calor produzida por uma turma de 90 alunos de física em um anfiteatro ao longo de 50
O calor especifico molar de certa substancia varia com a temperatura de acordo com a seguinte equação empírica C = 29,5J / m o l⋅ K + ( 8,20 × 10 - 3J / m o l ⋅ K 2 ) T Qual é o calor necessário para
Verifique se a estimativa de Joule para a variação de temperatura da água entre o sopé e o topo das catarata do Niagara era correta, calculando a máxima diferença de temperatura possível devida à qued
Num dos experimentos originais de Joule (pág. 174), o trabalho era produzido pela queda de uma massa de 26,3k g de uma altura de 1,60m , repetida 20 vezes. O equivalente em água da massa da água e do
A uma temperatura ambiente de 27 ° C , uma bala de chumbo de 10g , com uma velocidade de 300m / s , penetra num pêndulo balístico de massa igual a 200g e fica retida nele. Se a energia cinética dissip