FUVEST 2009 — questão 84 de Física

Enunciado em texto

Observação: Nas questões em que for necessário, adote para g, aceleração da gravidade na superfície da Terra, o valor de $10\ \text{m/s}^2$; para a massa específica (densidade) da água, o valor de $1000\ \text{kg/m}^3 = 1\ \text{g/cm}^3$; para o calor específico da água, o valor de $1{,}0\ \text{cal/(g °C)}$; para uma caloria, o valor de 4 joules.

Um trocador de calor consiste em uma serpentina, pela qual circulam 18 litros de água por minuto. A água entra na serpentina à temperatura ambiente (20 °C) e sai mais quente. Com isso, resfria-se o líquido que passa por uma tubulação principal, na qual a serpentina está enrolada. Em uma fábrica, o líquido a ser resfriado na tubulação principal é também água, a 85 °C, mantida a uma vazão de 12 litros por minuto. Quando a temperatura de saída da água da serpentina for 40 °C, será possível estimar que a água da tubulação principal esteja saindo a uma temperatura T de, aproximadamente,

a) 75 °C

b) 65 °C

c) 55 °C

d) 45 °C

e) 35 °C

[Figura: um tubo horizontal com uma serpentina enrolada em volta. Pela direita entra o “Líquido a ser resfriado entrando a 85 °C”; pela esquerda sai o “Líquido resfriado saindo a T = ?”. Em cima, “Água do trocador entrando a 20 °C”; embaixo, “Água do trocador saindo a 40 °C”.]

(Enunciado e figura: Vestibular FUVEST 2009, 1ª fase, prova V — Fuvest/USP.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à FUVEST.