Vou utilizar o conceito [tex3]Q=m.c.\Delta \theta[/tex3]
que você já deve conhecer. Como a massa da massa e o calor específico são constantes, irei chamar esse conjunto [tex3]m.c[/tex3]
de [tex3]k[/tex3]
.
Ficamos com o seguinte:
[tex3]Q=k.\Delta \theta[/tex3]
, onde [tex3]k[/tex3]
é a constante e [tex3]\Delta \theta [/tex3]
é a variável da temperatura (tanto faz se você quer usar em Kelvin ou Celsius nessa situação, ok?
Quando colocamos a bolsa com temperatura inicial 15ºC no freezer, a -15ºC, temos uma variação de -30ºC, então a fórmula para a troca de calor da bolsa no freezer [tex3]Qf[/tex3]
será:
[tex3]Qf=k.(-30)=-30k[/tex3]
Quando colocamos a bolsa com temperatura inicial 15ºC no refrigerador, a 5ºC, temos uma variação de -10ºC, então a fórmula para a troca de calor da bolsa no freezer [tex3]Qr[/tex3]
será:
[tex3]Qr=k.(-10)=-10k[/tex3]
Note que o calor trocado no freezer é
3 vezes maior que o calor trocado no refrigerador. Entretanto, como a questão pede por unidade de tempo, devemos considerar que as trocas de temperatura ocorrem em intervalos de tempo diferentes:
O tempo que o freezer leva para variar a temperatura da bolsa é
2 horas. A troca de calor do freezer em função do tempo [tex3]Qft[/tex3]
é a seguinte:
[tex3]Qft=\dfrac{Qf}{\Delta t}=\dfrac{-30k}{2}=-15k[/tex3]
O tempo que o refrigerador leva para variar a temperatura da bolsa é
4 horas. A troca de calor do refrigerador em função do tempo [tex3]Qrt[/tex3]
é a seguinte:
[tex3]Qrt=\dfrac{Qr}{\Delta t}=\dfrac{-10k}{4}=\dfrac{-5k}{2}[/tex3]
Fazendo a razão entre o calor por tempo do freezer e do refrigerador pelo tempo [tex3]\dfrac{Qft}{Qrt}[/tex3]
, ficamos com:
[tex3]\dfrac{Qft}{Qrt}=\dfrac{-15k}{\dfrac{-5k}{2}}=-15k.\dfrac{2}{-5k}=6[/tex3]
. Ou seja,
6 vezes maior.. Tentei deixar bem explicado, dava pra usar muito mais o raciocínio lógico através dos valores, mas quis deixar bem "algébrico" pra facilitar o entendimento. Se tiver alguma dúvida é só perguntar
