(FUVEST 2019) Em uma garrafa térmica, são colocados 200 g de água à temperatura de 30 °C e uma pedra de gelo de 50 g

(FUVEST 2019) Em uma garrafa térmica, são colocados 200 g de água à temperatura de 30 °C e uma pedra de gelo de 50 g, à temperatura de –10 °...

(FUVEST 2019) Em uma garrafa térmica, são colocados 200 g de água à temperatura de 30 °C e uma pedra de gelo de 50 g, à temperatura de –10 °C.

Após o equilíbrio térmico,

Note e adote:
calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g;
calor específico do gelo = 0,5 cal/g °C;
calor específico da água = 1,0 cal/g °C

(A) todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 7 °C.
(B) todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 0,4 °C.
(C) todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 20 °C.
(D) nem todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 0 °C.
(E) o gelo não derreteu e a temperatura de equilíbrio é –2 °C.

QUESTÃO ANTERIOR:
- (FUVEST 2019) Uma bateria de tensão V e resistência interna Rt é ligada em série com um resistor de resistência R. O esquema do circuito está apresentado na figura.

RESOLUÇÃO:

I) Cálculo do calor máximo perdido por 200g de água no resfriamento entre 30°C e 0°C:

Q1 = m c Δθ

Q1 = 200 . 1,0 . (0 – 30) (cal)

Q1 = – 6000 cal

II) Cálculo do calor para aquecer 50g de gelo entre –10°C e 0°C:

Q2 = m c Δθ

Q2 = 50 . 0,5 . [0 – (–10)] (cal)

Q2 = 250 cal

III) Cálculo do calor para fundir 50g de gelo a 0°C:

Q3 = m L

Q3 = 50 . 80 (cal)

Q3 = 4000 cal

IV) Cálculo do calor que resta para aquecer 250g de água, 50g provenientes do gelo e 200g da amostra inicial:

Q4 = |Q1| – Q2 – Q3

Q4 = 6000 – 250 – 4000 (cal)

Q4 = 1750 cal

V) Cálculo da temperatura θ de equilíbrio térmico ao aquecer 250g de água com 1750 cal a partir de 0°C:

Q4 = m c Δθ

θ = 7°C

GABARITO:
(A) todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 7 °C.

PRÓXIMA QUESTÃO:
- (FUVEST 2019) No diagrama P x V da figura, A, B e C representam transformações possíveis de um gás entre os estados I e II.