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Cecília estava cozinhando alguns legumes para fazer uma salada, quando aconteceu uma falta de fornecimento de energia elétrica no bairro onde mora....

Cecília estava cozinhando alguns legumes para fazer uma salada, quando aconteceu uma falta de fornecimento de energia elétrica no bairro onde mora. Como não havia previsão de retorno da energia nas próximas horas e ela precisava servir a salada fria, optou por colocar os legumes dentro da geladeira (que estava desligada), tentando garantir seu resfriamento. A massa dos legumes era de 250 g, que estavam a 90 °C quando foram colocados dentro da geladeira. A geladeira estava com a temperatura interna de 5 °C e com 2,5 kg de alimentos em seu interior. Considerando o calor específico médio dos legumes como 0,95 kcal/(kg °C), o calor específico médio dos alimentos que já estavam dentro da geladeira de 0,65 kcal/(kg °C), considerando que não ocorreu qualquer mudança de estado físico dos alimentos durante as trocas de calor, que não ocorreu troca de calor entre a parte interna da geladeira e o ambiente externo nem com o congelador, assinale a alternativa que apresenta a temperatura mínima na qual os legumes poderiam ser resfriados, caso as paredes do refrigerador pudessem ser consideradas um calorímetro real de capacidade térmica 40,5 cal/g.

a) 6,8 °C
b) 8,4 °C
c) 14,8 °C
d) 15,6 °C
e) 20,0 °C

Essa pergunta também está no material:

Estudo Ativo Vol 3 - Ciências da Natureza-418-420
3 pág.

Enem Colégio Dom BoscoColégio Dom Bosco

💡 1 Resposta

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Para resolver esse problema, podemos utilizar a equação da conservação de energia: Q1 + Q2 = Q3 Onde Q1 é o calor dos legumes, Q2 é o calor dos alimentos que já estavam dentro da geladeira e Q3 é o calor final dos legumes e dos alimentos dentro da geladeira. Podemos calcular Q1 da seguinte forma: Q1 = m1 * c1 * ΔT1 Onde m1 é a massa dos legumes, c1 é o calor específico dos legumes e ΔT1 é a variação de temperatura dos legumes. Substituindo os valores, temos: Q1 = 250 g * 0,95 kcal/(kg °C) * (90 °C - 5 °C) Q1 = 22.562,5 cal Podemos calcular Q2 da seguinte forma: Q2 = m2 * c2 * ΔT2 Onde m2 é a massa dos alimentos que já estavam dentro da geladeira, c2 é o calor específico dos alimentos e ΔT2 é a variação de temperatura dos alimentos. Substituindo os valores, temos: Q2 = 2,5 kg * 0,65 kcal/(kg °C) * (5 °C - 2,5 °C) Q2 = 6.462,5 cal Agora podemos calcular Q3: Q3 = Q1 + Q2 Substituindo os valores, temos: Q3 = 22.562,5 cal + 6.462,5 cal Q3 = 29.025 cal Podemos calcular a variação de temperatura dos legumes e dos alimentos dentro da geladeira da seguinte forma: ΔT3 = Q3 / (m1 + m2) / c3 Onde c3 é a capacidade térmica da geladeira. Substituindo os valores, temos: ΔT3 = 29.025 cal / (250 g + 2,5 kg) / (40,5 cal/g °C) ΔT3 = 6,8 °C Portanto, a alternativa correta é a letra A) 6,8 °C.

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