Quantos gramas de vapor d'água a 100 °C (condensando a líquido) são necessários para aquecer 250 g de água…

Questão

Quantos gramas de vapor d'água a 100 °C (condensando a líquido) são necessários para aquecer 250 g de água líquida de 20 °C a 80 °C? Use c = 4,18 J·g?¹·K?¹ e ?Hvap = 2257 J·g?¹.

1. A) ˜50 g de vapor; ?Hvap = 2500 J·g?¹.
2. B) ˜28 g de vapor (˜27,8 g).
3. C) ˜5 g de vapor; T1 = 0 °C.
4. D) ˜15 g de vapor; c = 2,09 J·g?¹·K?¹.
5. E) ˜100 g de vapor; ?Hvap = 2000 J·g?¹.

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

1. Identifique o calor cedido pelo vapor. Ao condensar a 100 °C, o vapor libera Q1 = m x 2257 J. Depois de condensado, a água formada esfria de 100 °C até 80 °C, liberando Q2 = m x 4,18 x (100 - 80) = m x 83,6 J. O calor total cedido é m x 2340,6 J.
2. Calcule o calor absorvido pela água fria. A água de 20 °C a 80 °C absorve Q = 250 x 4,18 x (80 - 20) = 62700 J.
3. Iguale o calor cedido ao calor absorvido. m x 2340,6 = 62700, logo m = 62700 / 2340,6 = 26,8 g, considerando também o resfriamento da água condensada.
4. Compare com o gabarito. O gabarito (27,8 g) corresponde a 62700 / 2257, ou seja, considera apenas o calor latente e ignora o resfriamento da água condensada de 100 °C a 80 °C. Esse valor de 27,8 g é o que aparece na alternativa B. Portanto, o gabarito usa uma simplificação. Entre as alternativas dadas, B é a mais próxima do resultado completo (26,8 g), e as demais estão muito distantes, por isso mantenho B como a resposta correta.
5. Por que as outras estão erradas. A usa um valor de calor latente incorreto (2500 em vez de 2257) e não reproduz a massa. C usa 0 °C como temperatura inicial, o que aumenta o calor absorvido pela água e não corresponde ao enunciado. D usa 2,09 J/(g K), que é o calor específico do gelo, e não o da água líquida (4,18). E usa um calor latente de 2000 J/g, valor que não está no enunciado.

💡 Dica: Calcule a energia necessária para aquecer a água e iguale à energia liberada pelo vapor d'água.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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