Problema: Calorimetria #02

UFRGS 2001

Uma mistura de gelo e água em estado líquido, com massa total de 100 g, encontra-se à temperatura de 0°C. Um certo tempo após receber 16.000 J de calor, a mistura acha-se completamente transformada em água líquida a 20°C. Qual era, aproximadamente, a massa de gelo contida na mistura inicial? [Dados: Calor de fusão do gelo = 334,4 J/g; calor específico da água = 4,18 J/(g.°C)].

(A) 22,8 g
(B) 38,3 g
(C) 47,8 g
(D) 72,8 g
(E) 77,2 g

Chamando de

temos então

As trocas de calor envolvidas serão:

Q1 : fusão do gelo
Q2 : aquecimento da água proveniente da fusão do gelo
Q3 : aquecimento da água que estava no estado líquido

Pelo princípio da Conservação da Energia:

Caímos num sistema de equações:

isolando :

e substituindo: