Questão de Ciências da Natureza e suas Tecnologias #019e5c04
Uma garrafa térmica tem como função evitar a troca de calor entre o líquido nela contido e o ambiente, mantendo a temperatura de seu conteúdo constante. Uma forma de orientar os consumidores na compra de uma garrafa térmica seria criar um selo de qualidade, como se faz atualmente para informar o consumo de energia de eletrodomésticos. O selo identificaria cinco categorias e informaria a variação de temperatura do conteúdo da garrafa, depois de decorridas seis horas de seu fechamento, por meio de uma porcentagem do valor inicial da temperatura de equilíbrio do líquido na garrafa. O quadro apresenta as categorias e os intervalos de variação percentual da temperatura.
| Tipo de selo | Variação de temperatura |
|---|---|
| A | menor que 10% |
| B | entre 10% e 25% |
| C | entre 25% e 40% |
| D | entre 40% e 55% |
| E | maior que 55% |
Para atribuir uma categoria a um modelo de garrafa térmica, são preparadas e misturadas, em uma garrafa, duas amostras de água, uma a 10 °C e outra a 40 °C, na proporção de um terço de água fria para dois terços de água quente. A garrafa é fechada. Seis horas depois, abre-se a garrafa e mede-se a temperatura da água, obtendo-se 16 °C.
Qual selo deveria ser posto na garrafa térmica testada?
A
B
C
D
E
Explicação Oficial / Explicações da Comunidade
Primeiro, calcula-se a temperatura inicial de equilíbrio da mistura. Como a proporção é de um terço de água fria (10 °C) e dois terços de água quente (40 °C), a temperatura de equilíbrio é dada pela média ponderada: Ti=31⋅10+32⋅40=310+380=390=30 °C. Após seis horas, a temperatura medida é 16 °C. A variação de temperatura é ΔT=30−16=14 °C. A variação percentual em relação ao valor inicial é 3014≈0,4667=46,67%. Esse valor está entre 40% e 55%, portanto a garrafa se enquadra na categoria D. As demais categorias não correspondem ao valor calculado: A (menor que 10%), B (entre 10% e 25%), C (entre 25% e 40%) e E (maior que 55%) estão incorretas.