Question

Desejando obter água a 30ºC um estudante coloca 5 litros de água a 60ºC em um recipiente de capacidade térmica igual a 500 cal/°C, também a 60ºC e, com o auxílio de uma torneira que libera 1 liteo de água, a 15ºC, por minuto. Calcule, em minutos, o tempo que essa torneira deve ficar aberta para que a temperatura final da água no recipiente, após atingido o equilíbrio térmico, seja 30ºC. Considere que as trocas de calor estejam restritas aos corpos citados.

Answer 1

água a 30ºC ⇒ Q = 1000.1.(30 - 60), a densidade da água (1kg/litro)
recipiente ⇒ Q = 500. ( 30 - 60)
água da torneira ⇒Q = m.1. ( 30 - 15)
Somando as quantidades de calor e igualando a zero:
1000. (-30) + 500. (-30) + m. 15 = 0
-30000 - 15000 + 15m = 0
15m = 45000
m = 3000g ou 3 litros de água
como temos 1 litro por minuto, concluímos que são 3 minutos.