O tereré, bebida típica de Mato Grosso do Sul, é uma tradição em qualquer roda de
amigos, sendo sempre servido bem gelado. Para o seu preparo, é utilizada uma garrafa térmica
de capacidade térmica C = 50 cal/°C, com 3,0 l de água a 10 °C e 0,3 kg de gelo a 0 °C. Após
algum tempo, a água atinge o equilíbrio térmico, sendo colocada na guampa com a erva e a
bomba para o tereré ser servido. Considere que não houve troca de calor do interior da garrafa
com o meio externo, com a erva e com a guampa. Quando alguém vai tomar o tereré, a
temperatura da água é de aproximadamente:
(Dados: densidade da água XáYZ[ = 1,0 /G2!
, calor específico da água GáYZ[ = 1,0 G>"/ ∙ °K,
calor latente de fusão do gelo ]^Z_ã` = 80 G>"/).
A) 2,2 °C.
B) 2,1 °C.
C) 2,0 °C.
D) 1,8 °C.
E) 0 °C.
Respostas
C.∆T + mc∆T + mL + mc∆T =0
50.(Tf - 10) + 3000.1.(Tf - 10) + 300.80 + 300.1.(Tf - 0) = 0
50Tf - 500 + 3000Tf - 30000 + 24000 + 300Tf = 0
3350Tf = 6500
Tf = 1,94 ≈ 2,0 --> letra C
C) 2,0 °C.
A quantidade de calor sensível recebida ou cedida por um corpo pode ser calculada através da seguinte fórmula:
Q = m . c . ΔT
Sendo:
Q: quantidade de calor sensível (J ou cal)
m: massa do corpo (kg ou g)
c: calor específico (J/kg.ºC ou cal/g.ºC)
ΔT: variação de temperatura (ºC), ou seja, a temperatura final menos a temperatura inicial
No equilíbrio, teremos:
C . ∆T + m . c . ∆T + m . L + m .c . ∆T = 0
50 . (Tf - 10) + 3000 . 1 . (Tf - 10) + 300 . 80 + 300 . 1 . (Tf - 0) = 0
50Tf - 500 + 3000Tf - 30000 + 24000 + 300Tf = 0
3350Tf = 6500
Tf = 1,94 ≅ 2,0 ºC