Calor latente específico – fusão e vaporização da água

O que mostra

Durante uma mudança de estado, uma substância absorve energia sem que sua temperatura mude: a energia afasta as partículas em vez de fazê-las se moverem mais rápido. A energia necessária por quilograma é o calor latente específico, de modo que Q = m·λ na fusão e Q = m·L na vaporização. Aqui, gelo a −10 °C é aquecido com potência conhecida, gerando uma curva de aquecimento com trechos horizontais a 0 °C e 100 °C. A duração de cada patamar fornece λ e L. Como parte da energia do aquecedor se perde para o ambiente, os resultados diretos saem grandes demais; multiplicá-los pelo rendimento H os corrige.

Como usar

Ajuste Potência do aquecedor, Massa de gelo e Rendimento da transferência de calor H e clique em Iniciar. O tempo é acelerado, mas o relógio mostra o tempo real do experimento. Observe o gráfico ficar horizontal a 0 °C e 100 °C; a tabela registra cada patamar automaticamente. Os alunos também podem cronometrar um patamar com os botões Cronometrar e Parar. Compare os valores medidos com os de referência, primeiro com H = 100% e depois com um rendimento menor.

Parâmetros que você pode mudar

• Potência do aquecedor 200–2000 W
• Massa de gelo 0,05–0,5 kg
• Rendimento da transferência de calor H 50–100 %
• Aceleração do tempo 10–200 ×

Perguntas para explorar

1. Por que a temperatura fica em 0 °C enquanto o gelo derrete, embora o aquecedor continue fornecendo energia?
2. Quantas vezes, aproximadamente, o patamar de ebulição é mais longo que o de fusão, e por quê?
3. As perdas de calor tornam o λ medido maior ou menor que o valor real? Por quê?