Question

Durante o preparo de uma caneca de café com leite,
inicialmente, coloca-se 200 ml de leite à temperatura
ambiente de 25 °C. Em seguida, realiza-se o preparo
do café, que é feito utilizando água à 100 °C, porém, ao
passar pelo filtro, o líquido reduz 15 °C,
Considere que o café e o leite possuem a mesma
densidade e calor específico.
Qual volume de café é preciso adicionar na caneca
para a mistura atingir 45 °C?
A 73 ml
B 100 ml
C 133 ml
D 200 ml
@ 400 ml

Answer 1

O volume necessário para a mistura da caneca atingir 45°C será igual a 100 mL.

De acordo com o Princípio geral das trocas de calor, se dois ou mais corpos trocam calor entre si, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas pelos corpos, até o estabelecimento do equilíbrio térmico, é nula.

Qa + Qb + Qc +... = 0

Para resolver a questão, precisamos lembrar que a densidade é dada por:

d = m/V, logo

m = d . V

Dessa forma, vamos calcular:

Qleite + Qcafé = 0

m₁ . c₁ . ΔT₁ + m₂ . c₂ . ΔT₂ = 0

d . Vleite .  c₁ . ΔT₁ + d . Vcafé . c₂ . ΔT₂ = 0

d . c [Vleite . ΔT₁ + Vcafé . ΔT₂] = 0

Vleite . (Tf - Ti) + Vcafé . (Tf - Ti) = 0

Vcafé =  Vleite . (Tf - Ti)/(Tf - Ti)

Vcafé = 200 . (45-25)/(85-45)

Vcafé = 100 mL