Question

01) Um pedaço de alumínio de 600g que foi aquecido
até 250 °C é lançado dentro de 1200g de água a uma
temperatura de 20 °C. Após certo tempo de troca de
calor entre as substâncias qual será temperatura final
deuilíbrio térmico?

Answer 1

O equilíbrio se dá a 42,8 °C

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O calor recebido (ou cedido) para um corpo pode acarretar, basicamente, dois fenômenos:

- Mudança de estado: a temperatura permanece a mesma e o calor (energia) vai para o reagrupamento das moléculas. Essa energia é chamada de Quantidade de Calor Latente.

A fórmula usada é

Q = m.L

Q: Quantidade de calor

m: massa do corpo

L: calor latente

- Mudança de temperatura: ao calor (energia) vai para aumentar a agitação das moléculas do corpo e sua temperatura aumenta. é chamada de Quantidade de Calor Sensível.

A fórmula é

Q = m.c.Δt

Q: Quantidade de calor

m: massa do corpo

c: calor específico da substância que compõe o corpo

Δt: variação da temperatura

Equilíbrio térmico

Colocando-se dois ou mais corpos com temperaturas diferentes em contato ocorre a troca de calor entre eles até que a temperatura se iguale. Nessa situação tem-se

Q₁ + Q₂ + Q₃ + ... = 0

No nosso caso temos a troca de calor entre os corpos na forma de calor sensível.

Alumínio (1)                                           Água (2)

m = 600 g                                             m = 1200 g

t₀ = 250 °C                                            t₀ = 20 °C

c = 0,22 cal/g°C                                    c = 1 cal/g°C

t = ?                                                        t = ?

$Q_1+Q_2=0\\\\m_1.c_1.\Delta t_1+m_2.c_2.\Delta t_2=0\\\\600*0,22*(t-250)+1200*1*(t-20)=0\\\\132(t-250)+1200(t-20)=0\\\\132t-33000+1200t-24000=0\\\\132t+1200t = 33000+24000\\\\1332t=57000\\\\t=\frac{57000}{1332} \\\\t\approx42,8\:^oC$

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