Question

Uma secretaria dispoe de 5 litros de água a uma temperatura de 30°C e deseja servir água em uma reunião para os executivos presentes a uma temperatura de 20°C. Qual a massa de gelo 0°C que essa secretaria deve misturar aos 5 litros de água para obter essa mistura?​

Answer 1

Resposta: Mg = 0,5 Kg

Explicação: Aplicando a conservação de energia onde a soma da energia do gelo e da água devem ser igual a zero.

Devemos identificar o que acontece com o gelo, ele irá derreter e depois virar água até atingir a temperatura de 20°C :

Qg = Mg*Lg + Mg*Cagua*DeltaT

Sabemos que a Temperatura final é Tf = 20°C e Ti = 0°C (gelo)

Lg e Cagua são valores tabelados,

Lg = 333000 J/Kg   Cagua = 4186 J/Kg

Logo,  Qg = Mg(333000+ (4186*20) ) = Mg*416720

Agora que devemos calcular a quantidade de calor da água:

Qa = Ma*Cagua*DeltaT  sendo DeltaT = 20-30 = -10 e Ma = 5Kg

Qa = -209300 J

Portanto, por conservação de energia: Qg+Qa = 0

Mg416720 - 209300 = 0

Mg = 0,5 Kg