Física e Química A 11º Ano: Cálculo da Massa de Gelo Fundido – Exame 2023

Na Antártida, um meteorito de 12 kg, à temperatura de 3100 °C, enterra-se num bloco de gelo de grandes dimensões com uma velocidade de 10 km s⁻¹, em módulo.
Admita que:
– o bloco de gelo se encontra à temperatura de 0 °C; – toda a energia cinética do meteorito é utilizada para fundir gelo do bloco; – a capacidade térmica mássica do material que constitui o meteorito é 830 J kg⁻¹ K⁻¹; – a temperatura de fusão do gelo é 0 °C; – a variação de entalpia (mássica) de fusão do gelo é 3,34 × 10⁵ J kg⁻¹.
Determine a massa de gelo que se funde, considerando que, no final, o sistema meteorito + bloco de gelo se encontra a 0 °C.
Apresente todos os cálculos efetuados.

Determina o valor solicitado, percorrendo as etapas seguintes: • Calcula a energia transferida para o gelo sob a forma de calor (3,1×10⁷ J) (ver nota) ... 3 pontos • Calcula a energia transferida para o gelo proveniente da energia cinética do meteorito (6,0×10⁸ J) (ver nota) ... 3 pontos • Calcula a massa de gelo que se funde (2×10³ kg) ... 4 pontos Nota – A ordem das duas primeiras etapas é arbitrária.