Exercício 8 · Exame Nacional Física e Química A 1.ª fase 2023

8. Na Antártida, um meteorito de $12\text{ kg}$, à temperatura de $3100\text{ }^\circ\text{C}$, enterra-se num bloco de gelo de grandes dimensões com uma velocidade de $10\text{ km s}^{-1}$, em módulo.

Admita que:

o bloco de gelo se encontra à temperatura de $0\text{ }^\circ\text{C}$;

toda a energia cinética do meteorito é utilizada para fundir gelo do bloco;

a capacidade térmica mássica do material que constitui o meteorito é $830\text{ J kg}^{-1}\text{ K}^{-1}$;

a temperatura de fusão do gelo é $0\text{ }^\circ\text{C}$;

a variação de entalpia (mássica) de fusão do gelo é $3{,}34 \times 10^5\text{ J kg}^{-1}$.

Determine a massa de gelo que se funde, considerando que, no final, o sistema meteorito + bloco de gelo se encontra a $0\text{ }^\circ\text{C}$.

Apresente todos os cálculos efetuados.