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Questão 22227

EFOMM 2017
Física

(Efomm 2017)

Em um dia muito quente, em que a temperatura ambiente era de  Sr. Aldemir pegou um copo com volume de  de suco à temperatura ambiente e mergulhou nele dois cubos de gelo de massa  cada. O gelo estava a  e fundiu-se por completo. Supondo que o suco tem o mesmo calor específico e densidade que a água e que a troca de calor ocorra somente entre o gelo e suco, qual a temperatura final do suco do Sr. Aldemir?

Assinale a alternativa CORRETA.

Dados:   e 

A

0 °C

B

2 °C

C

12 °C

D

15 °C

E

26 °C

Gabarito:

15 °C



Resolução:

Primeiramente tinha um copo de suco com o volume de 194cm³, com foi dito é para considerar a densidade do suco a mesma que da água 1g/cm³

d=frac{m}{V}Rightarrow 1=frac{m}{194}Rightarrow m=194g

Com isso o módulo do calor que o suco cede para o gelo é a soma do módulo do calor que precisa para o gelo sair de -4°C e chegar a 0°C com o módulo do calor para mudar de estado do gelo para o líquido, mais o módulo do calor a água (gelo derretido) sair de 0° C e chegar na temperatura de equilíbrio. Então, vamos colocar nas contas:

Foi considerada a massa de gelo igual à 30 g, já que cada um dos 2 cubos possui uma massa de 15 g.

Sendo Qs o calor que o suco vai ceder, Qg o calor do gelo, Ql o calor latente e Qa o calor da água(gelo derretido)

\|Qs|=|Qg|+|Ql|+|Qa| Rightarrow\ 194.1.|(Tf-30)|=30.0,5.(0-(-4))+80.30+30.1.(Tf-0)

Observando que |Tf - 30| = 30 -Tf, podemos escrever:

\5820-194Tf=60+2400+30TfRightarrow\\ 5820-2460=224TfRightarrow Tf=15^oC

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