Deseja-se resfriar 20.000 potes de 100 gramas de queijo Cheddar de
até
em 24 horas. Para este processamento determine:
A fração de gelo a
.
Dados: Ponto de início de congelamento:
. Calor Latente de Fusão:
.
A fração de gelo a
Dados: Ponto de início de congelamento:
Passo 1
Beleza, vamos lá. O enunciado pede para resfriar 20 000 potes de 100 g (=2 000 kg) de queijo Cheddar de 25 °C até 2 °C em 24 h, usando gelo a –20 °C como “fluido frigorífico”. Queremos descobrir qual a fração (em massa) de gelo necessária.
Conteúdo: balanço de energia (calor sensível + calor latente).
O que vamos precisar:
Conteúdo: balanço de energia (calor sensível + calor latente).
O que vamos precisar:
- Calor a ser removido do queijo:
. - Calor que 1 kg de gelo a –20 °C “absorve” ao aquecer, derreter e aquecer a água até 2 °C:
- Relação
e fração em massa .
Passo 2
Calcular o calor removido do queijo:
- Massa total de queijo:
- Vamos adotar
(valor típico para queijo Cheddar). - Variação de temperatura:
Logo,
Passo 3
Calcular o calor que 1 kg de gelo a –20 °C pode absorver até ficar água a 2 °C:
- Aquecer gelo de –20 a 0 °C:
- Fusão do gelo a 0 °C:
(dado).
- Aquecer água de 0 a 2 °C:
Somando tudo:
Passo 4
Agora a massa de gelo necessária é
Passo 5
A fração de gelo (massa de gelo dividida pela massa de queijo) fica
Resposta
A fração de gelo a –20 °C necessária é de aproximadamente 0,504 (ou 50,4 %).