A massa total da mistura de gelo em fusão e água no estado líquido, à temperatura de 0 ºC, contida no interior…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
A massa total da mistura de gelo em fusão e água no estado líquido, à temperatura de 0 ºC, contida no interior de um calorímetro ideal de capacidade térmica desprezível, é de 200 g. Ao colocarmos, no interior desse calorímetro, 400 g de água líquida à temperatura de 100 ºC, o equilíbrio térmico se estabelece em 30 ºC. A massa de gelo, na mistura inicial, era de Dados: Calor específico da água líquida = 1 cal/(g.ºC) Calor latente de fusão da água = 80 cal/g (Mackenzie 2009)
- A) 135 g
- B) 225 g
- C) 275 g
- D) 295 g
- E) 315 g
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- A água quente perde Q = 400 × 1 × (100 − 30) = 28.000 cal.
- A mistura inicial, que está a 0 ºC, precisa de 200 × 1 × 30 = 6.000 cal para chegar a 30 ºC. Se m é a massa de gelo, a fusão consome mais 80m cal.
- Igualando o calor cedido ao recebido: 28.000 = 6.000 + 80m, portanto m = 275 g. Assim, com os dados apresentados, a alternativa calculada é C, não A. Não há como obter 135 g sem alterar algum dado ou condição do enunciado.
💡 Dica: Use a conservação de energia e as fórmulas de calor sensível e calor latente para calcular a massa de gelo.
Alternativa por alternativa
É a resposta que o enunciado sustenta.
225 g não satisfaz o balanço térmico: essa massa exigiria 24.000 cal para fundir, além das 6.000 cal para aquecer a mistura, totalizando 30.000 cal.
A alternativa C corresponde ao resultado do balanço de calor: 275 g de gelo consomem 22.000 cal para fundir, e a mistura absorve 6.000 cal ao aquecer até 30 ºC. Portanto, não há equívoco físico em marcar C com os dados apresentados.
295 g de gelo exigiriam 80 × 295 + 6.000 = 29.600 cal, mais do que as 28.000 cal cedidas pela água quente.
315 g de gelo exigiriam 80 × 315 + 6.000 = 31.200 cal, mais do que as 28.000 cal cedidas pela água quente.
Raio-X da questão
calor latente e equilíbrio térmico
avaliacao
calor específico da água · calor latente de fusão
estude calor específico, calor latente e equilíbrio térmico
Confundir calor sensível com calor latente ou esquecer de considerar a energia para fusão do gelo.
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pensamento_critico
cientifico
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