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Física e Química A – 10º Ano
Actividade Laboratorial A.L.1.4 - Balanço energético num

sistema termodinâmico
Propostas de correcção
Ano Lectivo: 2009/2010

REGISTO DOS DADOS OBTIDOS: Água + gelo Θinicial da água = 16,3 ºC massa de água = 120,6 g massa de água + gelo = 139,7 g massa de gelo = 19,1 g Θfinal da mistura = 5,5 ºC Água + água a 0 ºC Θinicial da água = 16,3 ºC massa de água = 120,3 g massa de água + água a 0 ºC = 139,7 g massa de água a 0 ºC = 19,1 g Θfinal da mistura = 13,7 ºC

TRATAMENTO DOS DADOS: 1. Calcular: 1.1. a quantidade de energia recebida pelo gelo e pela água resultante do gelo fundido, sabendo: ΔHfusão gelo = 3,33 x 105 Jkg-1

Q'  mgelo x Hfusão  cágua x mgelo fundi x (θf  0 ) do
Q’ = 19,1 x 10-3 x 3,33 x 105 + 4,19 x 103 x 19,1 x 10-3 x (5,5 - 0) = 6800 J = 6,8 x 103 J (Q’ > 0) 1.2.A quantidade de energia cedida pela água, sabendo: cágua = 4,19 x 103 J/(kg.K)

Q  cágua x mágua x (f  i )
Q = 4,19 x 103 x 120,6 x 10-3 x (5,5 – 16,3) = -5457 J = -5,46 x 103 J (Q < 0) 2. Efectuar o balanço energético deste sistema termodinâmico. Calcular a quantidade de calor dissipada, com base na Lei da Conservação da Energia. Considerar que a quantidade de calor cedido pela água que se pretende arrefecer (Q) é igual à quantidade de calor pelo gelo e pela água resultante da fusão (Q’) mais a quantidade de calor dissipada (Qdissipada). Q + Q’ + Qdissipada = 0  -5,46 x 103 + 6,8 x 103 + Qdissipada = 0  Qdissipada = - 1,34 x 103 J

% energia dissipada 

1,34 x10 3 x100  19,7% 6,8 x10 3

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3. Responder ás questões-problema. É mais eficaz arrefecer uma certa massa de água com gelo à temperatura, aproximada, de 0 ºC do que utilizar a mesma massa de água fria a essa temperatura. Atenção: No balanço energético ocorre dissipação de energia que é difícil de evitar: - O recipiente que contém água que se pretende arrefecer não está isolado termicamente; - Há perdas de calor quando se introduz o pedacinho de gelo nesse recipiente. Por