(15) Em um fast food o refrigerante vem em um copo de 700 mL . Se no copo há 500 mL de refrigerante que está à 24
e se considerarmos a capacidade calorífica e a densidade do refrigerante iguais ao da água, responda:
a) Qual a temperatura final se forem adicionados 50 g de gelo ao copo com refrigerante? (5 pontos)
b) Quantos gramas de gelo são necessários adicionar ao copo que tinha 500 mL de refrigerante à
para atingir
? (5 pontos).
c) Qual é a energia necessária para evaporar 550 mL de refrigerante após atingir a temperatura de equilíbrio térmico da primeira situação? (5 pontos)
a) Qual a temperatura final se forem adicionados 50 g de gelo ao copo com refrigerante? (5 pontos)
b) Quantos gramas de gelo são necessários adicionar ao copo que tinha 500 mL de refrigerante à
c) Qual é a energia necessária para evaporar 550 mL de refrigerante após atingir a temperatura de equilíbrio térmico da primeira situação? (5 pontos)
Passo 1
O enunciado trata de trocas de calor entre refrigerante (água) e gelo, além de calor para vaporização. Temos
,
, cp da água
, calor latente de fusão do gelo
e calor latente de vaporização
.
a) Determinar após adicionar
de gelo a
.
b) Encontrar para que
.
c) Calcular a energia para aquecer de até
e vaporizar
de refrigerante.
a) Determinar
b) Encontrar
c) Calcular a energia para aquecer de
Passo 2
Para (a), igualamos o calor cedido pela água ao calor absorvido pelo gelo (fusão
aquecimento do derretido até
):
Substituindo
,
,
,
, obtemos
Passo 3
Resolvendo
Passo 4
Para (b), queremos
. A equação de balanço é
O lado esquerdo vale
, e
Passo 5
Para (c), após a situação (a) temos
a
. A energia total é
Calculando:
Resposta
a)
b)
c)
b)
c)