Questão FC278378
Considere os seguintes valores para algumas constantes termodinâmicas: calor específico do gelo = 2.220 J/kg∙K;calor latente de fusão da água = 333 kJ/kg; calor específico da água
Termologia
CEBRASPE (CESPE) · 2023
Considere os seguintes valores para algumas constantes termodinâmicas: calor específico do gelo = 2.220 J/kg∙K;calor latente de fusão da água = 333 kJ/kg; calor específico da água = 4.180 J/kg∙K; constante universal dos gases ideais = 8,31 J/mol∙K; e 0,4 para ln 1,5.
Com relação às leis que regem a relação entre calor, trabalho e outras formas de energia, julgue o item a seguir.
Para que 0,2 kg de gelo a – 10 ºC se transforme em água a + 10 ºC, é necessário que se forneça, no mínimo, 79.000 J de calor.
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Gabarito
Errado
Comentário do professor
A afirmação está ERRADO porque a energia mínima necessária, calculada com as constantes fornecidas, é **79.400 J**, não 79.000 J.
Calculemos em três etapas: aquecer o gelo de −10 °C a 0 °C, fundir o gelo e aquecer a água de 0 °C a 10 °C.
1) \(Q_1 = m\,c_{gelo}\,\Delta T = 0,2\cdot2220\cdot10 = 4.440\ \text{J}\).
2) \(Q_2 = m\,L = 0,2\cdot333000 = 66.600\ \text{J}\) (333 kJ/kg = 333000 J/kg).
3) \(Q_3 = m\,c_{agua}\,\Delta T = 0,2\cdot4180\cdot10 = 8.360\ \text{J}\).
Somando: \(Q_{total}=Q_1+Q_2+Q_3=4.440+66.600+8.360=79.400\ \text{J}\). Como 79.000 J é menor que esse valor, não é suficiente para completar o processo.
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