Enunciado
Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 7.1 - Ex. 92
Uma peça de aço inoxidável de massa 155,7 g, aquecida até 475 ° C, foi rapidamente imersa em 25,34 g de gelo a -24° C, em um frasco isolado que foi imediatamente selado.
(a) Se não houver perda de energia para a vizinhança, qual será a temperatura final do sistema? (b) Que fases de água estarão presentes e em que quantidades, quando o sistema atingir a temperatura final?
Dados: calores específicos:do gelo ();do aço inox ()
Passo 1
Pra esse tipo de exercício, em que temos dados de massa, em gramas, temperaturas inicial ou final do processo, em ° C, e os valores de calor específico, fica fácil saber que vamos usar a fórmula do “que macete”:.
Passo 2
(a)Como queremos a temperatura final do sistema, abrimos o termo em , e isolamos esse termo pras expressões de calor de ambas as substâncias: aço e gelo. E, aqui, como o sistema é isolado, consideraremos que todo o calor liberado por uma das substâncias será 100% absorvido pela outra: assim, escrevemos: .
Juntamos as duas expressões, somando-as, e igualando- as a zero:
Desenvolvemos:
Passo 3
(b)Sendo a temperatura final de 279° C, e a água fervendo em 100° C, obviamente teremos água no estado gasoso, apenas, dentro do recipiente. E, em relação à massa, haverá exatamente os 25,34 g de água – que no início eram gelo – pois o recipiente é isolado, ou seja, não existe perda de massa e nem de energia para as vizinhanças.
Resposta
(a)
(b) Fase de gás. 25,34 g.