Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 14º - Capítulo 17.Problemas - Ex. 94
Uma enfermeira com sede resfria uma garrafa de 2,00 L de um refrigerante (água, em sua maior parte) derramando-o em uma grande caneca de alumínio com massa de 0,257 kg e acrescentando 0,120 kg de gelo inicialmente a -15,0 °C. Se o refrigerante e a caneca estiverem inicialmente a 20,0 °C, qual é a temperatura final do sistema, supondo que nenhum calor seja perdido?
Passo 1
Fala galera, bora lá! Para resolver este problema, vamos colocar em prática nosso conhecimento sobre temperatura e calor, em que usaremos conceitos de calor especifico e calor latente de fusão ao longo de nossa resolução.
Passo 2
Inicialmente analisaremos o calor transferido para o gelo da caneca e do refrigerante em função da temperatura final ou de equilíbrio do sistema. Os calores específicos do alumínio e da água podem ser obtidos através da tabela 17.3 do livro texto.
Passo 3
Calcularemos agora o calor transferido do gelo para a caneca e para o refrigerante e o calor de fusão do gelo. Utilizaremos as tabelas 17.3 e 17.4 do livro como referência para o calor especifico do gelo e para o calor latente de fusão.
Passo 4
No equilíbrio térmico a soma das quantidades de calor perdido e cedido deve ser igual a zero. Podemos então substituir o calor absorvido cedido obtendo assim a temperatura no equilíbrio.
Logo, temperatura final igual a
Resposta
Concluímos que o sistema apresentará uma temperatura final igual a após alcançado equilíbrio térmico e considerando que não ocorrem perdas.