Question

(UFG-GO) Num piquenique, com a finalidade de se obter água gelada, misturou-se num garrafão térmico, de capacidade térmica desprezível, 2 kg de gelo picado a 0 ºC e 3 kg de água que estavam em garrafas ao ar livre, à temperatura ambiente de 40 ºC. Desprezando-se a troca de calor com o meio externo e conhecidos o calor latente de fusão do gelo (80 cal/g) e calor específico da água (1 cal/ g ºC), a massa de água gelada disponível para se beber. em kg, depois de estabelecido o equilíbrio térmico, á igual a:

Answer 1

Para o gelo derreter completamente, precisamos de:

Q = 2000.80
Q = 160000 cal

O máximo que a água pode fornecer de calor é:

Q = 3000.1.(0-40)
Q = -120000 cal

160000 - 120000 = 40000 calorias restantes

Logo, sabemos que nem todo o gelo será derretido. Portanto, a temperatura de equilíbrio é 0ºC.

m.80 + m.1.(0-0) + 3000.1.(0-40) = 0
80m - 120000 = 0
80m = 120000
m = 120000/80
m = 1500 g -> 1,5 kg

1,5 kg irá derreter, mas temos ainda os 3 kg de água líquida. Então:

3 + 1,5 = 4,5 kg

Answer 2

Podemos afirmar que a massa de água gelada disponível para se beber. em kg, depois de estabelecido o equilíbrio térmico, á igual a: 4,5 Kg.

Para responder essa questão, leve em consideração que:

--> para que o gelo derreta completamente, será necessário

Q = 2000.80

Q = 160000 cal

--> mas como sabemos, o máximo que a água pode fornecer de calor é:

Q = 3000.1.(0-40)

Q = -120000 cal

então:

160000 - 120000

= 40000 calorias restantes

Com isso, nem todo o gelo será derretido e a temperatura de equilíbrio é 0ºC:

m.80 + m.1.(0-0) + 3000.1.(0-40) = 0

80m - 120000 = 0

80m = 120000

m = 120000/80

m = 1500 g

m= 1,5 kg

como apenas 1,5 kg irá derreter, restará ainda os 3 kg de água líquida:

3 + 1,5

= 4,5 kg

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