(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.
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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