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Questão 9

AFA 2010
Física

(AFA - 2010)

A água, em condições normais, solidifica-se a 0 °C. Entretanto, em condições especiais, a curva de resfriamento de 160 g de água pode ter o aspecto a seguir. 

Sabendo-se que o calor latente de fusão do gelo e o calor específico da água valem, respectivamente, 80 cal/g e  1,0 cal/g°C, a massa de água, em gramas, que se solidifica no trecho MN é 

A

8

B

10

C

16

D

32

Gabarito:

10



Resolução:

No momento que a água chega ao estado descrito pelo ponto M, ela encontra-se no estado de sobrefusão. Esse estado ocorre quando uma substância fica no estado líquido, sendo lentamente resfriada, mesmo com a temperatura abaixo do ponto de fusão. No instante que o sistema é pertubado, ela retorna subitamente para a temperatura de fusão, absorvendo calor da massa (m_s) de água que se solidifica. 

Considerando o sistema isolado, ou seja, sem trocas de externas calor, temos: 

Sigma Q=0

Q+Q_L=0

mcdot c_A cdot Delta T+m_scdot L_s = 0

160cdot 1 cdot(0-(-5))+m_scdot (-80) = 0

160cdot 5+m_scdot (-80) = 0

800-80cdot m_s = 0

-80cdot m_s = -800

m_s = frac{-800}{-80}

m_s = 10  g

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