Um bloco de gelo de massa que está a uma temperatura de , é colocado em um calorímetro (recipiente isolado de capacidade térmica desprezível) contendo de água a temperatura de . Qual a quantidade de gelo que sobra sem se derreter?

calor específico do gelo $c_g = 0,5\ kcal/kg ^oC$ calor latente de fusão do gelo: $L = 80\ kcal/kg$

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ITA IIT 23/02/2023, 13:18
Conforme princípio fundamental da calorimetria, pode-se escrever:\begin{matrix} Q_{água} + Q_{gelo} + Q_{fusão} = 0 \end{matrix}Agora, vamos admitir que uma massa $m$ de gelo fundiu, assim, como hipoteticamente sobrou gelo, a temperatura final do sistema deve ser $0 \pu{ºC}$:\begin{matrix} 5 \cdot 1 \cdot (0 -40) + 3 \cdot 0,5 \cdot (0 + 10) + m \cdot 80 = 0 \end{matrix}\begin{matrix} m \approx 2,3 \ \pu{kg} \end{matrix}$\color{orangered}{\text{Obs:}}$ Não foi fornecido, mas o calor específico da água é $1,0 \ \pu{kcal/kg ºC}$. Com isso, sabemos que a massa total de gelo era $3,0\pu{kg}$, como aproximadamente $2,3\pu{kg}$ fundiu, o restante deve ser o que sobrou, ou seja:\begin{matrix}\text{Sobrou }0,7\ \pu{kg} \ \text{gelo} \ \ \tiny{\blacksquare} \end{matrix}
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