Question

Uma estudante de física deseja resfriar 250 gramas de Coca Cola Diet (constituída, em sua maior parte, por água) inicialmente a uma temperatura de 25 graus Celsius, adicionando gelo a - 20ºC. Qual a quantidade de gelo que ela deve usar para que a temperatura final seja igual a 0ºC, sabendo que todo gelo se funde e o calor específico do recipiente pode ser desprezado?
Responda passo-a-passo

Answer 1

Note que quando o gelo chega na temperatura de 0 C , ele se converte em água com o calor latente.
Usaremos dois calores sensíveis com mais um latente do gelo.
Lembrando que o calor latente só serve apenas para mudar o estado.
L = 80 g  , c(g) = 0,5  c(a) = 1
250.1.(0-25) + m.0,5.[0-(-20)] + 80.m = 0
10m+80m = 6250
m = 6250 / 90
m=69,444 gramas 

Answer 2

Coca cola Diet:
m=250g
To=25°C
T=0°C
c=1cal/g.°C

substituindo na equação:
Q=m*c*(T-To)

Qc=250*1*(0-25)
Qc=250*(-25)

Gelo:  m= ? , c=0,5cal/g.°C ,    To=-20°C ,     T=0°C
Qg=m*0,5*(0-(-20))
Qg=m*0,5*20
Qg=10m

Latente: Lf=80cal/g
substituindo na fórmula do calor latente:
Q=m*L

Qlg=m*80

$Qc+Qg+Qgl=0 \\ 250*(-25)+10m+80m=0 \\ \\ -6250+90m=0 \\ 90m=6250 \\ m= \frac{6250}{90} \\ m=69,44$

onde:
 Qc=Calor sensível da Coca Cola
 Qg= Calor sensível do Gelo
 Qgl= Calor latente do Gelo 

massa de gelo é aproximadamente 69,44g