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Q1951010 Física
Um professor de física quer demonstrar aos seus estudantes como medir o calor latente do gelo de maneira simples, sem dispor de uma balança. Congela um volume de 1 copo americano de água. O gelo formado pelo volume do copo americano, ele pica e espera ver iniciar o derretimento para colocar na garrafa térmica. Coloca então, imediatamente, 3 volumes de copo americano de água quente, cuja temperatura pouco antes de despejar na garrafa era de 80,5 oC. Então, sela rapidamente a garrafa térmica com papel alumínio, papel de pão e espeta o termômetro (conforme a imagem abaixo), observando o equilíbrio térmico da mistura se estabelecer em 39,7 oC.

Imagem associada para resolução da questão


Se o calor específico da água é de 1 cal /goC, a admitindo que a fusão do gelo ocorre a 0 oC. Assinale a alternativa que apresenta o valor que identifica corretamente o valor do calor latente do gelo obtido pelo experimento do professor.
Alternativas

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Comentários

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No processo se assume que não há dissipação de energia...

Então teremos que o volume congelado ganhará toda a energia dos 3 copos com água quente:

m*L + m*c*(Tf - 0) = -3*m*c*(Tf - Ti) --> L = -3*c*(Tf - Ti) + c*Tf

O resto é conta.

Primeiro temos que notar que o sistema entra em equilíbrio termico, então podemos escrever a soma algébrica das quantidades do calor trocadas entre os corpos é nula. Então

mL + m*c*(Tf - Ponto de Fusão) + 3* m*c*(Tf - To) = 0, logo

L = -3*c*(Tf - To) - c*(Tf )

Substituindo os valores, encontramos

L = 82,7

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