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Física

ITA 2007 Física — Questão 11

Numa cozinha industrial, a água de um caldeirão é aquecida de 10 °C a 20 °C, sendo misturada, em seguida, à água a 80 °C de um segundo caldeirão, resultando 10 ℓ10\ \ell de água a 32 °C, após a mistura. Considere haja troca de calor apenas entre as duas porções de água misturadas e que a densidade absoluta da água, de 1 kg/ℓ1\ \mathrm{kg}/\ell, não varia com a temperatura, sendo, ainda, seu calor específico c=1,0 cal g−1 ∘C−1c = 1{,}0\ \mathrm{cal\,g^{-1}\,{}^\circ C^{-1}}. A quantidade de calor recebida pela água do primeiro caldeirão ao ser aquecida até 20 °C é de

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Só quero ver o gabarito

Gabarito do ITA 2007 Física, questão 11: alternativa D

80 kcal.

O que a questão pede

Aqui o ITA quer ver se você usa a mistura final para descobrir as massas antes de calcular o aquecimento, que é de outra etapa.

Por onde começar · passo 1 de 4

Separe as duas etapas do problema

O calor pedido acontece antes ou durante a mistura? Que dado falta para calculá-lo?

O aquecimento de 10 °C a 20 °C acontece antes da mistura, mas a massa m1m_1 do primeiro caldeirão não é dada. Ela sai da mistura posterior, que é uma troca de calor entre m1m_1 (a 20 °C) e m2m_2 (a 80 °C) com equilíbrio em 32 °C.

A armadilha

O calor pedido é o do aquecimento de 10 °C a 20 °C, não o da mistura. Quem usa os 10 kg finais no lugar da massa do primeiro caldeirão erra (E); quem troca as massas (2 kg frios) marca A.

Quem cai nela marca A, E.

aquecimento pedidom₁ sobe 12 °Cm₂ desce 48 °C0102030405060708090início (cald. 1)após aquecermisturacald. 2
A distância de 32 °C a cada extremo é inversa à massa: 12 °C contra 48 °C, logo m₁ = 4m₂.

Na resolução completa vêm os outros 3 passos, o motivo de cada alternativa estar certa ou errada.

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