Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 70 °C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30 °C. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um outro reservatório, que se encontra a 25 °C.
Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho à temperatura ideal?
- A) 0,111.
- B) 0,125.
- C) 0,357.
- D) 0,428.
- E) 0,833.
Resposta:
A alternativa correta é letra B) 0,125.
Seja m_q a massa de água quente e m_a a massa de água à temperatura ambiente. Devido à mistura, o calor cedido pela água quente é igual ao calor recebido pela água à temperatura ambiente. Assim, a soma das quantidades de calor é nula, ou seja:
Q_{quente} + Q_{ambiente} = 0
Logo,
Q_{quente} = - Q_{ambiente}
m_{q} cancel c Delta theta_{quente}= - m_{a} cancel c Delta theta_{ambiente}
dfrac {m_{q}}{m_{a}} = - dfrac {Delta theta_{ambiente}} { Delta theta_{quente}}
Sabendo que a temperatura ideal é de 30°C, a água aquecida está a 70°C e a temperatura ambiente é de 25°C, temos:
dfrac {m_{q}}{m_{a}} = - dfrac {(30-25)} { (30-70)}
dfrac {m_{q}}{m_{a}} = - dfrac {5} { (-40)}
dfrac {m_{q}}{m_{a}} = dfrac {5} { 40}
dfrac {m_{q}}{m_{a}} = 0,125
Portanto, a resposta correta é a alternativa (B).
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