aceleração da gravidade na Terra, g = 10 m/s²

densidade da água a qualquer temperatura , ρ = 1000 kg/m³ = 1 g/cm³

velocidade da luz no vácuo = 3,0 x 10⁸ m/s 

calor específico da água ≃ 4 J/(ºC g) 

1 caloria ≃ 4 joules 

1 litro = 1000 cm³ = 1000 mL 

Um roqueiro iniciante improvisa efeitos especiais, utilizando gelo seco (CO₂ sólido) adquirido em uma fábrica de sorvetes. Embora o início do show seja à meia-noite (24 h), ele o compra às 18 h, mantendo-o em uma “geladeira” de isopor, que absorve calor a uma taxa de aproximadamente 60 W, provocando a sublimação de parte do gelo seco. Para produzir os efeitos desejados, 2 kg de gelo seco devem ser jogados em um tonel com água, a temperatura ambiente, provocando a sublimação do CO₂ e a produção de uma “névoa”. A parte visível da “névoa”, na verdade, é constituída por gotículas de água, em suspensão, que são carregadas pelo CO₂ gasoso para a atmosfera, à medida que ele passa pela água do tonel. Estime: 

a) A massa de gelo seco, , em kg, que o roqueiro tem de comprar, para que, no início do show, ainda restem os 2 kg necessários em sua “geladeira”. 

b) A massa de água, , em kg, que se transforma em “névoa” com a sublimação de todo o CO₂, supondo que o gás, ao deixar a água, esteja em CNTP, incorporando 0,01g de água por cm³ de gás formado. 

NOTE E ADOTE:

Sublimação: passagem do estado sólido para o gasoso. 

Temperatura de sublimação do gelo seco = – 80ºC.

Calor latente de sublimação do gelo seco = 648 J/g. 

Para um gás ideal, PV = nRT. 

Volume de 1 mol de um gás em CNTP = 22,4 litros. 

Massa de 1 mol de CO₂ = 44 g. 

Suponha que o gelo seco seja adquirido a – 80ºC