Você tem 110 g de água à temperatura 25 °C. Quanto de calor de...

Deve-se retirar 12100 calorias.

Explicação:

4)

Para iniciar a análise dessa questão, é muito importante perceber que toda a água será congelada no processo. Isso significa que a quantidade total de calorias vai ser uma soma entre o calor sensível retirada da água até o ponto crítico de solidificação ( °C), o latente necessário para congelar g de água a

Tenhamos:

= Calor Latente

= Calor Sensível recebido pelo gelo

= Calor Sensível recebido pela água

= Calor Total

= Temperatura Final antes da solidificação

= Temperatura Final após a solidificação

= Temperatura Inicial antes da solidificação

= Temperatura Inicial após a solidificação

= Massa

= Calor Específico do gelo

= Calor Específico da água

= Calor Latente de solidificação do gelo

A fórmula fica

:

Revisando as funções dos calores sensíveis e latentes:

Fórmula do calor sensível:

Fórmula do calor latente:

Substituindo na fórmula anterior, temos a equação:

Variáveis conhecidas:

Variável pedida:

: Calor total (que deve ser negativo, visto que se está retirando o calor).

Temos sempre de verificar se todas as variáveis coincidem. Parece ser caso: para calor temos calorias, para temperatura temos graus Celsius, para massa temos gramas.

Tendo em vista que a temperatura de solidificação da água é °C, podemos supor ainda que tanto a temperatura final antes da solidificação como a temperatura inicial após a solidificação são iguais a

Vamos substituir tudo na grande fórmula:

Simplificando:

Desenvolvendo a equação:

Note que o valor negativo representa que se está retirando o calor.

Portanto, deve-se retirar 12100 calorias da água para obter gelo a (-10) °C.

Espero ter ajudado, qualquer dúvida estou à disposição.