17. Leni quer esfriar seu café com um gelo,
mas não quer que o café fique muito
gelado. Considerando que cada cubo de
gelo tem 10 g de massa e está a uma
temperatura de 0°C, e que o copo de Leni
tem 200 ml de café, quantos cubos de gelo
ela deve colocar para seu café ir de 100°C
para 40°C de temperatura no equilíbrio?
Considere a densidade e o calor específico
do café como sendo iguais aos da água.
a) 1
b) 2
c) 5
d) 10
e) 15
Note e adote:
Calor latente do gelo ( ): 80cal/g
Calor específico da água ( ): 1cal/g°C
Densidade da água: 1g/mL
Fórmulas de quantidade de calor ( ) para uma massa :
Calor sensível: = . . , em que é a variação de
Soluções para a tarefa
Olá, para que haja equilíbrio térmico entre dois corpos, as somas dos calores dos corpos A e B, Qa e Qb, deve ser igual a zero.
Como
o gelo adicionado ao café será derretido, o calor associado ao gelo é o
calor latente (é o calor que está envolvido em transferência de
fase).
A
quantidade de calor latente é QA = m.L em que m é a massa e L é o
calor latente.
A massa de gelo é o que queremos encontrar e L foi fornecido no exercício 80cal/g.
E
a água do café terá somente variação na sua temperatura ao
entrar em contato com o gelo, o calor associado é então calor sensível.
A quantidade de calor sensível é QB = mcΔt
m é a massa, c é o específico da água e delta t é a variação de temperatura.
Como a densidade da água é 1g/mL, e temos 200mL de água no café, a massa de água é de 200g.
A variação de temperatura é Tinicial (100°C) – Tfinal (40°C). Agora é só substituir na equação:
Então, segue que:
QA + QB = 0
m*L + m*c*t = 0
m*(80cal/g) + (100g)*(1cal/goC)*(40-100) = 0
Resolvendo essa equação chegamos em m =150g
Como
cada cubo de gelo tem 10g, precisamos então de 150g/10g = 15 cubos
de gelo.
Resposta:
E