Questão de calorimetria:

Em um dia muito quente na Cidade Maravilhosa, o dono de um bar orgulha-se em servir um chope bem tirado, resfriando-o da temperatura ambiente de 35ºC até 5ºC, por meio de uma chopeira constituída por uma serpentina de cobre colocada no interior de um recipiente de isopor que pode conter 10kg de gelo. Como o movimento é intenso, estão sendo servidos , em média 4 copos de 200cm por minuto. De quanto em quanto tempo deverá ser substituída, no recipiente, a água resultante da fusão de todo o gelo que continha por gelo novo?

Adotar:

- Temperatura do gelo ao ser colocado na chopeira = -10ºC

- Temperatura da água, resultante da fusão, ao ser retirada = 0,0ºC

- calor específico do gelo = 0,50 cal/gºC

- calor específico da água e do chope = 1,0 cal/gºC

- calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g

-densidade do chope = 1 g/cm³

Olá! 

Para resolver essa questão, primeiro você calcula a quantida de calor que uma determinada massa de chope precisa ceder para sofrer a variação de temperatura dita pela questão (de 35ºC para 5ºC, o que dá uma variação de -30ºC). 

Sabe-se que a cada minuto são servidos 4 copos, cada um com 200 mL de chope, ou seja, são servidos 800 mL de chope por minuto. Como temos a densidade do chope, calculamos a massa e vemos que 800 mL nos dá 800 g.

Usando a equação do calor sensível, você encontrará que 800 g de chope cedem 24.000 cal para sofrer a variação de temperatura necessária.
Então você observa que a cada minuto, o chope precisa ceder 24.000 cal.

Na segunda parte da questão, vamos encontrar quanto de calor essa massa de gelo pode absorver até virar água líquida a 0ºC (que é a temperatura que a água é retirada máquina). Lembrando que o calor que o gelo vai absorver, vem do chope.

Usando novamente a equação do calor sensível (pois ainda não houve mundança de estado), acharemos a quantidade de calor que o gelo precisa absorver pra sair de -10ºC e chegar a 0ºC. Fazendo os cálculos, encontra-se 50.000 cal.

Agora que o gelo já está a 0ºC, podemos usar a equação do calor latente para sabermos quanto de calor esse gelo vai receber pra fundir completamente. Você deverá encontrar um total de 800.000 cal.

Concluímos que essa massa de gelo absorverá um total de 850.000 cal do chope.

Enfim, vamos calcular o que a questão nos pede. Com uma simples regra de 3 é possível!

Se em 1 minuto o chope cede 24.000 calorias para o gelo, em quantos minutos ele cederá 850.000?

Resolvendo, temos aproximadamente 35,41 minutos.

jujuba.line 

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Você já tinha postado esta questão e ela já tinha sido resolvida:

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