Question

01- Se colocamos 20 latinhas a 20°C de 300 ml (300g de sua bebida predileta em uma vasilha térmica com 20 l de água a 0°C. Qual a temperatura de equilíbrio deste sistema? Considere calor específico:
água = 1 cal/gºC
latinha = 2 cal/gºC
justificativa

Answer 1

A Temperatura de Equilíbrio é de 7,5°C.

Nessa alternativa estamos trabalhando com a Lei ZERO da Termodinâmica.

Como não há mudança de estado físico, trabalhamos apenas com a quantidade de calor sensível desses líquidos.

A fórmula do calor sensível é dada por:

Q=m.c.Δθ

Onde:

• Q é o calor sensível [cal]

• m é a massa [g]

• c é o calor específico do material [cal/gºC]

• Δθ é a variação de temperatura [°C]

Sabendo que o calor final das latinhas será o mesmo da água, podemos igualar as suas funções:

Função do calor das latinhas:

Q₁=(300.20)*2*(20-θ)

Q₁=12000(20-θ)

Função do calor da água:

1L de água (d=1000 g / L)

20L tem 2000g

Q₂=20000*1*(θ-0)

Q₂=20000.θ

Igualando:

Q₁=Q2

12000(20-θ)=20000.θ

(240000 - 12000θ=20000θ) (÷1000)

240 - 12θ=20θ

240=32θ

θ=7,5°C

Logo, a temperatura de equilíbrio é de 7,5°C.