Question

5. Ao preparar uma bebida, uma pessoa coloca pedaços de gelo em um copo que continha 100 ml de um líquido. Considerando que o gelo estava a -2°C e O líquido a 20°C e que haverá trocas de calor apenas entre o gelo e o líquido, podemos afirmar que a massa de gelo necessária para reduzir em 5°C a temperatura do líquido, será, em gramas, de: (1,0) Considere: calor específico da água = 1 cal/g °C; calor específico do gelo = 0,5 cal/g °C; calor específico do líquido = 0,6 cal/g °C; calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g; densidade do líquido 0,8 g/ml.
a) 2,4
b) 12
c) 0,04
d) 2,5
e) 10​

Answer 1

Resposta:

Letra D. 2,5

Explicação:

Teremos três etapas para o Gelo e uma etapa para o Líquido.

1° o Gelo saindo de -2°C para 0°C (calor sensível)

Q = m . c . ΔФ

Q = m . 0,5 . (0-(-2))

Q = 1m

2° o Gelo 0°C se transformando em Água líquida a 0°C (calor latente)

Q = m . L

Q= m . 80

Q = 80m

3° a Água indo de 0°C até 15°C (chegando ao equilíbrio com o líquido)

Q = m . c . ΔФ

Q = m . 1 . (15-0)

Q = 15m

Para o líquido, teremos que fazer a conversão de ml para gramas.

Pelo enunciado, ele diz que a densidade do líquido é 0,8 g/ml

Logo, d=m/v:

0,8=m/100

m = 80g

4° o Líquido variando de 20°C até 15°C

Q = m . c . ΔФ

Q = 80 . 0,6 . (15-20)

Q =  -240 cal

Por fim, para o equilíbrio:

Q1+Q2+Q3+Q4=0

1m+80m+15m-240=0

96m = 240

m = 2,5g