troca de calor

Question

(UFRJ) Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível que contém 60g de gelo a 0ºC, injeta-se vapor d'água a 100ºC, ambos sob pressão normal. Quando se restabelece o equilíbrio térmico, há apenas 45g de água no calorímetro. O calor de fusão do gelo é 80cal/g, o calor de condensação do vapor d'agua é 540cal/g e o calor específico da água é 1,0cal/gºC. Calcule a massa do vapor d'água injetado.

André C. · Answer

Bom dia Maria.  Pelo principio das trocas de calor  temos que o calor cedido por um corpo é igual ao recebido por outro.   Como existem 45g de água , conclui-se que a temperatura de equilibrio ainda é 0ºC pois , toda a massa de gelo ainda não derreteu.   Então a massa de vapor d'agua vai se condensar , e resfriar até 0ºC   Pela fórmula do calor latente :   Q1=m(vapor).L  Q1=m.-540 ( o sinal negativo significa que está cedendo )  Q1=-540m(vapor)   Calor sensivel da massa de vapor :   Q2 =m.c.?t  Q2 =m.1.(0-100)  Q2=-100m   Calor latente do gelo :   Q3 = M(gelo).L  Q3=M.60  Q3=60M   Pelo principio das trocas :   Q1 + Q2 + Q3= 0   -540m - 100m + 80M = 0   -640m+80M = 0 ( dividindo por 80 )   -8m+M=0   Só que sabemos da questão que :   m+M=45g   Montando um sistema e resolvendo   -8m + M = 0  -m - M = -45   -9m = -45  m=5g   Logo a massa de vapor d'agua injetado vale 5 gramas.  Espero ter ajudado, bons estudos.

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