(FUVEST - 2022) QUESTÃO

Um bom café deve ser preparado a uma temperatura pouco acima de 80°C. Para evitar queimaduras na boca, deve ser consumido a uma temperatura mais baixa. Uma xícara contém 60 mL de café a uma temperatura de 80°C. Qual a quantidade de leite gelado (a uma temperatura de 5°C) deve ser misturada ao café para que a temperatura final do café com leite seja de 65°C?

(Note e adote: Considere que o calor específico e a densidade do café e do leite sejam idênticos.)

a) 5 mL
b) 10 mL
c) 15 mL
d) 20 mL
e) 25 mL

1) Cálculo do calor (Qc) perdido por 60m de café para baixar sua temperatura de 80°C para 60°C: 

QC = m.c.∆𝚹 

QC = d.V.c.∆𝚹

QC = d.60.c.(65 – 80)

QC = –900 dc

2) Cálculo do calor (QL) recebido por um volume VL de leite para aumentar a temperatura de 5°C para 65°C:

QL = mLc∆𝚹L 

QL = dVLc∆𝚹L

QL = dVLc(65 – 5)

QL = 60dcVL

3) No equilíbrio térmico, a soma dos calores trocados é nula:

QL + QC = 0

60dVLc + (–900dc) = 0

60dcVL = 900dc

VL = 15ml