Question

Um jovem ao ser aprovado para estudar no IFCE, resolve fazer um churrasco e convidar seus amigos e familiares para um almoço.Ao colocar as latinhas de refrigerante no congelador,tem receio de que elas congelem e , por isso, deseja estimar o tempo para que atinjam a temperatura desejada.
O tempo para que 10 latinhas de 330 ml de refrigerante safram uma variação na temperatura de 25ºC é aproximadamente:
Dados:
-Fluxo de Calor total entre latinhas de refrigerante e o congelador= 150cal/min.
-Densidade do refrigerante = 1g/ml
- Calor específico do refrigerante = 1 cal/g .ºC

Answer 1

Consideramos a massa e o volume total de refrigerante :

Volume total = 10 * 330 mL (volume de cada latinha)
Volume total = 3300 mL 

ρ = m / V 
(ρ → densidade; m → massa; V → volume)...

Sendo, para o refrigerante :
ρ = 1 g/mL;
V (total) = 3300 mL...

1 = m (total) / 3300
1 * 3300 = m (total)
massa total = 3300 gramas   

Q = m * c * ΔT
(Q → Quantidade de calor sensível; m → massa; c → Calor específico; ΔT → Variação de temperatura)...

Sendo, para o refrigerante ⇒
m = 3300 g;
c = 1 cal / (g * ºC);
ΔT = -25 ºC (considerarei negativo pois no congelador os produtos perdem calor e temperatura)...

Q = 3300 * 1 * -25
Q = -82500 calorias perdidas no total !

O fluxo de calor das latas para o congelador é de -150 cal/min (novamente, considero negativo pois o refrigerante perde calor ao decorrer do tempo)...

Logo, para Q = -82500 cal perdidas :

-150 cal perdidas → 1 min
-82500 cal perdidas → x min

-150 * x = -82500 * 1
x = -82500 / -150
x = 550 minutos (aproximadamente 9 horas e 10 minutos) ⇒ Tempo total necessário para esse resfriamento !