Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, foi misturado 1Kg de água a 40ºC e 500 g de gelo a -10ºC. Após o equilíbrio térmico, a (Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g.ºC; calor específico do gelo = 0,55 cal/g.ºC; calor latente de fusão do gelo = 80,0 cal/g).

Question

Accepted Answer

Para resolver o problema, precisamos calcular a quantidade de água que derreteu após o equilíbrio térmico.

**Dados:**
- Calor específico da água: $ c_{água} = 1,0 \, \text{cal/g°C} $
- Calor específico do gelo: $ c_{gelo} = 0,55 \, \text{cal/g°C} $
- Calor latente de fusão do gelo: $ L = 80 \, \text{cal/g} $

**Situação:**
- 1 kg (1000 g) de água a 40°C
- 500 g de gelo a -10°C

**Cálculos:**

1. **Calor necessário para aquecer o gelo até 0°C:**

$$ Q_1 = m \cdot c_{gelo} \cdot \Delta T = 500 \cdot 0,55 \cdot (0 - (-10)) = 2750 \, \text{cal} $$

2. **Calor necessário para derreter o gelo:**

$$ Q_2 = m \cdot L = 500 \cdot 80 = 40000 \, \text{cal} $$

3. **Calor liberado pela água ao resfriar até 0°C:**

$$ Q_3 = m \cdot c_{água} \cdot \Delta T = 1000 \cdot 1 \cdot (0 - 40) = -40000 \, \text{cal} $$

**Equilíbrio térmico:**

O calor liberado pela água é suficiente para aquecer o gelo até 0°C e derreter parte dele:

$$ Q_1 + m' \cdot L = -Q_3 $$

$$ 2750 + m' \cdot 80 = 40000 $$

$$ m' \cdot 80 = 40000 - 2750 $$

$$ m' \cdot 80 = 37250 $$

$$ m' = \frac{37250}{80} $$

$$ m' = 465,625 \, \text{g} $$

Portanto, a massa de água formada no calorímetro é:

$$ 465,625 \, \text{g} + 1000 \, \text{g} = 1465,625 \, \text{g} $$

Arredondando, temos 1466 g.

**Resposta: E**

Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, foi mis...

Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, foi misturado 1Kg de água a 40ºC e 500 g de gelo a -10ºC. Após o equilíbrio térmico, a (Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g.ºC; calor específico do gelo = 0,55 cal/g.ºC; calor latente de fusão do gelo = 80,0 cal/g).

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