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Cesgranrio · Transpetro · Técnico(a) de Inspeção, Equipamentos e Instalação I · 2006 · questão 29

Cesgranrio Transpetro 2006 Inspeção de equipamentos e instalações · Calorimetria

Questão 29

Suponha que os calores específicos do gelo e da água são, respectivamente, iguais a 0,55cal/g\(\cdot\)°C e 1,00cal/g\(\cdot\)°C e o calor latente de fusão do gelo é 80,00cal/g\(\cdot\)°C.

Misturando 40g de gelo a \(-\)4 °C com 120g de água a 80 °C e desprezando as trocas térmicas com o ambiente, em que temperatura, aproximadamente, em graus Celsius, ocorrerá o equilíbrio térmico?

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Resposta da banca: A

Resolução comentada

Situar o problema antes de calcular.

Assunto

Calorimetria — gelo abaixo de zero com água quente: aquecer o gelo, derreter e aquecer a água que veio dele, à custa da água quente.

Objetivo

Achar a temperatura de equilíbrio. O que está em jogo são as três parcelas do gelo, sensível até zero, latente e sensível como água, contra o calor cedido pela água quente.

Conceitos para revisar

O gelo em três etapas

De menos 4 a zero, calor sensível com o calor específico do gelo; a fusão, com o calor latente; e de zero até a temperatura final, como água.

\[Q_{\text{gelo}} = 40 \times 0{,}55 \times 4 + 40 \times 80 + 40 \times 1 \times T\]
88 mais 3.200 mais 40T

A água quente cede

De 80 até a temperatura final.

\[Q_{\text{água}} = 120 \times 1 \times (80 - T)\]
9.600 menos 120T

Balanço

Calor cedido igual ao recebido, sem perdas.

\[9600 - 120T = 3288 + 40T\]
a incógnita é T

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