Veja como calcular a energia necessária para vaporizar 1,5 kg de cobre:
Entendendo o processo Para vaporizar o cobre, precisamos considerar duas entradas de energia:
1.
calor sensível: A energia necessária para elevar a temperatura do cobre da sua temperatura inicial ao seu ponto de fusão.
2.
calor latente de fusão: A energia necessária para alterar o estado do cobre do sólido para o líquido em seu ponto de fusão.
3.
calor latente de vaporização: A energia necessária para alterar o estado do cobre de líquido para gás em seu ponto de ebulição.
4.
calor sensível: A energia necessária para elevar a temperatura do cobre do seu ponto de fusão ao seu ponto de ebulição.
dados *
massa de cobre (m): 1,5 kg
*
ponto de fusão do cobre (t_m): 1084,62 ° C (1357,77 K)
*
ponto de ebulição do cobre (t_b): 2567 ° C (2840 K)
*
Capacidade de calor específica de cobre sólido (c_s): 0,385 J/g · k
*
Capacidade de calor específica de cobre líquido (c_l): 0,46 J/G · K.
*
calor latente de fusão de cobre (l_f): 205 J/G.
*
calor latente de vaporização de cobre (l_v): 4785 J/G.
cálculos 1.
calor sensível (sólido): * ΔT =T_M - Temperatura inicial (assuma a temperatura ambiente, 25 ° C ou 298 K)
* Q_s =m * c_s * Δt =1500 g * 0,385 j/g · k * (1357,77 k - 298 k) =645.965 j
2.
calor latente de fusão: * Q_f =m * l_f =1500 g * 205 j/g =307.500 j
3.
calor sensível (líquido): * ΔT =T_B - T_M =2840 K - 1357,77 K =1482,23 K
* Q_l =m * c_l * Δt =1500 g * 0,46 j/g · k * 1482.23 k =1022,119 j
4.
calor latente de vaporização: * Q_v =m * l_v =1500 g * 4785 j/g =7.177.500 j
Energia total A energia total necessária para vaporizar 1,5 kg de cobre é:
Q_total =q_s + q_f + q_l + q_v
Q_TOTAL =645.965 J + 307.500 J + 1.022.119 J + 7.177.500 J
Q_TOTAL =9.153.084 J
convertendo em quilojoules Q_TOTAL =9.153.084 J / 1000 =9153.084 KJ
Portanto, aproximadamente 9153 kJ de energia são necessários para vaporizar 1,5 kg de cobre. Nota importante: Este cálculo assume que o cobre começa à temperatura ambiente. Se a temperatura inicial for diferente, você precisará ajustar o cálculo de calor sensato para o cobre sólido de acordo.
