Exercícios Resolvidos de Transferência de Calor

UFF, Física III, P1 - 2016.1, Questão 20

Uma pessoa faz chá gelado adicionando gelo a 1,8   k g de chá quente, inicialmente a 80   ° C . Quantos kg de gelo, inicialmente a 0,00   ° C , são necessários para levar a mistura a 10   ° C ? O calor latente de fusão do gelo é de 333   k J /   k   g , e podemos considerar que o chá tem essencialmente as mesmas propriedades térmicas da água, por isso, seu calor específico é 4190   J   /   k g K .

  1. 1,0 k g .
  2. 1,2 k g
  3. 1,4 k g
  4. 1,5 k g
  5. 1,7 k g

Passo 1

Bom, temos três eventos ocorrendo:

O gelo derretendo, a água proveniente do gelo aquecendo e a água do chá esfriando.

Para o gelo derretendo, vamos usar a expressão:

Q = m L

Pro resto, vamos usar:

Q = m c T

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Vamos jogar todos os elementos na equação da energia:

m g e l o L g e l o + m g e l o c á g u a 10 - 0 + m c h á c á g u a 10 - 80 = 0

Aplicando os valores:

m g e l o 333 + m g e l o 4,19 10 + 1,8.4,19 - 70 = 0

m g e l o 333 + 41,9 = 1,8.4,19 . 70

m g e l o = 1,4

Perceba que ali a gente usou todos os valores em k J .

Por isso convertemos:

c á g u a = 4190 J / k g K = 4,19 k J / k g K

Resposta

c)

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