Física 3 - UFF; P1 de 2019.2
6 - Uma substância tem um ponto de fusão de e um calor latente de fusão . O ponto de ebulição é de e o calor latente de vaporização é . Os calores específicos para as fases sólida, líquida e gasosa são , e , respectivamente. A quantidade de calor liberada por da substância quando é resfriada de a , é
Passo 1
Vamos por partes, queremos encontrar a energia liberada no resfriamento de uma substância de a . Até chegar nessa temperatura ele passa por três estágios:
- Resfriar até o ponto de ebulição ().
- Fase de coexistência das duas fases a .
- Resfriamento de até .
Cada parte dessas vai ter liberação de calor! Vamos ver cada uma individualmente primeiro, ok?
Passo 2
RESFRIAR ATÉ O PONTO DE EBULIÇÃO ().
Como estamos falando da substância ainda na fase gasosa, podemos usar onde é o calor específico da fase gasosa:
Então...
Onde essas temperaturas devem ser dadas em Kelvin já que a unidade de possui . A temperatura final dessa etapa é , ou seja, . Já a temperatura inicial é ():
Passo 3
FASE DE COEXISTÊNCIA DAS DUAS FASES A .
Nessa etapa a substância perde calor para mudar de fase (do gasoso para o líquido). Então, o que devemos usar é...
Onde é o calor Latente de vaporização () já que estamos do gasoso para o líquido (o menos é só para indicar que ele perde energia para realizar essa transformação):
Passo 4
RESFRIAMENTO DE ATÉ .
Nessa fase já estamos na fase liquida e, portanto, vamos usar novamente...
Só que dessa vez o calor específico a ser usado é o do líquido...
As temperaturas finais e iniciais são e . Como a diferença de Kelvin para Célsius é apenas a dição de , não precisa converter, pois a diferença vai ser a mesma coisa em ambos, saca? Mas se quiser converter como fizemos acima também pode :
Passo 5
A perda total de energia nesse resfriamento é de:
Ou...
O negativo só indica perda de energia o que ainda significa que a resposta A é a correta!
Resposta
Letra A.