Calcule a energia total que deve ser retirada para transformar 250 g de água a 25 °C em gelo a -5 °C. Use…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Calcule a energia total que deve ser retirada para transformar 250 g de água a 25 °C em gelo a -5 °C. Use c_liq = 4,18 J·g?¹·K?¹, c_ice = 2,09 J·g?¹·K?¹ e Lf = 333,5 J·g?¹. Apresente o valor em kJ e explique as etapas.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Passos e cálculo completo: 1) Resfriar água 25?0 °C: Q1 = m·c_liq·?T = 250·4,18·(0-25) = -26.125 J. 2) Congelar a 0 °C: Q2 = -m·Lf = -250·333,5 = -83.375 J. 3) Resfriar gelo 0?-5 °C: Q3 = m·c_ice·(-5-0) = 250·2,09·(-5) = -2.612,5 J. Soma Qtot = Q1+Q2+Q3 = -112.112,5 J ˜ -112,1 kJ (energia removida).
Explicação
1) Q1 = m·c_liq·(0-25). 2) Q2 = -m·Lf. 3) Q3 = m·c_ice·(-5-0). Somar Q1+Q2+Q3 para obter energia total retirada.
Raio-X da questão
mudança de fase e calor
avaliacao
mudança de fase · calor específico
Revisar os conceitos de calor específico e mudanças de estado físico.
O aluno pode confundir as etapas do cálculo, não considerando corretamente a energia necessária para cada fase da mudança de estado.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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