Em um determinado procedimento numa indústria, é padronizado que a água deve estar a 40 °C. Entretanto, só há duas opções na fábrica: água no estad...

Em um determinado procedimento numa indústria, é padronizado que a água deve estar a 40 °C. Entretanto, só há duas opções na fábrica: água no estado sólido a 0 °C (ou seja, gelo) e água ainda em estado líquido, mas fervendo a 100 °C. Assinale a alternativa que indica a proporção entre a massa de gelo e a massa de água fervendo que se deve misturar em um recipiente para que seja obtida água sob a temperatura desejada é de 40 ºC. Considere o calor latente da água como sendo de 80 cal/g e o calor específico da água líquida como sendo de 1 cal/g.ºC. Escolha uma opção: a. 1/2. b. 1/3. c. Devem ser usadas as mesmas massas de ambas. d. 1/5. e. 1/4.

Física I

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UNIFCV

Giliane Lopes

26/08/2023

Respostas

26.08.2023

Para determinar a proporção entre a massa de gelo e a massa de água fervendo que devem ser misturadas para obter água a 40 °C, podemos usar a fórmula do calor específico: Q = m1 * c1 * ΔT1 + m2 * c2 * ΔT2 Onde: Q é a quantidade de calor total transferida m1 e m2 são as massas de gelo e água fervendo, respectivamente c1 e c2 são os calores específicos do gelo e da água líquida, respectivamente ΔT1 e ΔT2 são as variações de temperatura Sabemos que a temperatura final desejada é de 40 °C, a temperatura inicial do gelo é 0 °C e a temperatura inicial da água fervendo é 100 °C. Portanto, temos: Q = m1 * 1 * (40 - 0) + m2 * 1 * (40 - 100) Como queremos que a quantidade de calor transferida seja igual para ambas as substâncias, podemos igualar as duas expressões: m1 * 1 * (40 - 0) = m2 * 1 * (40 - 100) Simplificando a equação, temos: 40m1 = -60m2 Dividindo ambos os lados por 20, obtemos: 2m1 = -3m2 Portanto, a proporção entre a massa de gelo e a massa de água fervendo é de 2 para 3. Ou seja, para obter água a 40 °C, devemos misturar duas partes de gelo com três partes de água fervendo. Resposta: b) 1/3.