Desejando uma segunda opinião, o médico legista, após remover o cérebro de um crânio, mediu sua massa, que era de 1,6 kg, envolveu-o em um saco plástico e em seguida colocou-o em uma caixa térmica contendo 2 kg de gelo à temperatura de 0 ºC. A caixa térmica foi então enviada para o segundo médico legista, longe dali. Ao recebê-la, o segundo médico constatou a presença de 100 g de água no interior da caixa, obtidas do derretimento de parte do gelo em função do calor cedido pelo cérebro até que se estabelecesse o equilíbrio térmico. Considerando que a caixa térmica era ideal e que o ar e o plástico não participaram das trocas de calor, a temperatura do cérebro, no momento em que foi colocado dentro da caixa, em graus Celsius, era de
Dados:
calor específico do cérebro = 1 cal/(g.ºC)
calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g
pressão atmosférica = 1 ⋅ 10
5 Pa
- A) 8.
- B) 5.
- C) 10.
- D) 12.
- E) 3.
Resposta:
A alternativa correta é letra B) 5.
Segundo o enunciado: "presença de 100 g de água no interior da caixa, obtidas do derretimento de parte do gelo em função do calor cedido pelo cérebro". Como o equilíbrio ocorreu antes que todo o gelo derretesse, podemos concluir que a temperatura de equilíbrio foi de 0ºC.
Como a caixa é ideal, as trocas de calor ocorreram apenas entre o cérebro e o gelo, portanto:
Q_{cérebro} + Q_{gelo} = 0
O cérebro variou de temperatura, por isso usaremos: Q = m cdot c cdot Delta T
O gelo apenas mudou de estado físico, por isso usaremos: Q = m cdot L
m cdot c cdot Delta T + m cdot L = 0
1600 cdot 1 cdot Delta T + 100 cdot 80 = 0
Delta T = {-8000 over 1600} = -5 mbox{ ºC }
Delta T = T_f - T_i
-5 = 0 - T_i
T_i = 5 mbox{ ºC}
Resposta: Alternativa B
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