Nos últimos anos, banhos no gelo tornaram-se populares entre...
Nos últimos anos, banhos no gelo tornaram-se populares entre esportistas, especialmente corredores, triatletas e jogadores de futebol. O mergulho em água muito fria (entre 10 e 15 graus Celsius) por cerca de 5 a 10 minutos ajuda a reduzir a inflamação e o inchaço, aliviar dores musculares e, por causa disso, acelera a recuperação após um jogo ou uma prova de longa distância.
(https://forbes.com.br. Adaptado.)
Um esportista deseja obter água a 10 ºC em uma banheira que, inicialmente, contém 3,0 × 10⁵ g de água a 25 ºC e que está em equilíbrio térmico com a banheira. Desprezando perdas de calor para o ambiente e considerando o calor específico da água igual a 1,0 cal/(g · ºC), o calor latente de fusão do gelo igual a 80 cal/g e a capacidade térmica da banheira igual a 6,0 × 10⁴ cal/ºC, a quantidade de gelo a 0 ºC que deve ser colocada na água contida na banheira para que o conjunto atinja o equilíbrio térmico a 10 ºC é
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Qagua + Qfusao gelo+ Qaquec gelo+ Qbanheira
Dados:
Agua: m = 3,0 x 10^5, c = 1, T= -15 (10-25)
Banheira: C = 6,0 x 10^4, T= -15 (10-25)
Gelo: L = 80, c = 1, T = 10
Calculo:
Q(agua) = 3,0 x 10^5 * 1 * (-15) = -4,5 x 10^6 cal
Q(banheira) = 6,0 x 10^4 * (-15) = -9,0 x 10^5 cal
Q(gelo) = (m * 80) + (m * 1 * 10) = 90m
Equacao:-4,5 x 10^6 - 0,9 x 10^6 + 90m = 0
-5,4 x 10^6 + 90m = 0
90m = 5,4 x 10^6
m = 6,0 x 10^4 g
60kg
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formulas utilizadas no exercício:
Q = m . c . deltaT
Q = m . L
C = m . c
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