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?
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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