Questão 12

(UNICAMP - 2023 - 2ª fase)

A Antártida possui centenas de lagos subglaciais, ou seja, abaixo do solo e do gelo que recobre o continente. Recentemente, lá foi descoberto um aquífero de grandes dimensões. Considere um lago de área horizontal e dimensão vertical (ver figura), coberto por uma camada de gelo de espessura . A água líquida do lago encontra-se na temperatura do seu ponto de fusão, o , e o ar imediatamente acima do gelo está na temperatura . A densidade da água líquida é  e .

a) Para congelar a água, é preciso retirar calor dela. O calor latente de fusão/solidificação da água é . Qual é a quantidade de calor que deve ser retirada para congelar completamente o lago, mantendo-se a temperatura do lago a o ?

b) A quantidade de calor Q conduzido da água do lago para o ar, num intervalo de tempo , através de uma área A, obedece à relação:  , sendo  a condutividade térmica do gelo. Calcule a potência conduzida através de toda a área A acima do lago.