Gabarito disponível
Um buffet foi contratado para servir 100 convidados em um evento. Dentre os itens do cardápio constava água a 10ºC. Sabendo que o buffet tinha em seu estoque 30 litros de água a 25ºC, determine a quantidade de gelo, em quilogramas, a 0ºC, necessário para obter água à temperatura de 10º C. Considere que a água e o gelo estão em um sistema isolado.
Dados: densidade da água = 1 g/cm³;
calor específico da água = 1 cal/g.ºC;
calor de fusão do gelo = 80 cal/g.ºC; e
calor específico do gelo = 0,5 cal/g.ºC
Dados: densidade da água = 1 g/cm³;
calor específico da água = 1 cal/g.ºC;
calor de fusão do gelo = 80 cal/g.ºC; e
calor específico do gelo = 0,5 cal/g.ºC
Resolução comentada
O calor cedido pela água quente é igual ao absorvido pelo gelo ao derreter e aquecer até 10 °C.
Os 30 L de água equivalem a 30000 g e esfriam de 25 °C para 10 °C, cedendo 30000·1·15 = 450000 cal. O gelo a 0 °C absorve m·80 para derreter e m·1·10 para a água do degelo chegar a 10 °C, ou seja, 90m. Então 90m = 450000, m = 5000 g = 5 kg.
Análise das alternativas
A, B e C (2, 3 e 4 kg): resultam de esquecer o aquecimento da água do degelo de 0 a 10 °C, ou de erros na conta. Apenas 5 kg fecha o balanço de calor.
Referência: Calorimetria: trocas de calor com mudança de fase (ΣQ = 0).
Resolução comentada do VaiConcursos.