Question

1. O alumínio tem calor específico igual a 0,2cal/gºC e a água líquida 1cal/gºC. Um corpo de alumínio, de massa 10g e à temperatura de 80ºC, é colocado em 10g de água à temperatura de 20ºC. Considerando que só há troca de calor entre o alumínio e a água, determine a temperatura final de equilíbrio térmico. 30ºC.

Answer 1

A água é aquecida (ganha calor) e o alumínio é resfriado (perde calor).
É dito que só a troca entre os dois, assim, o calor que a água ganha é o mesmo que o alumínio perde.
Assim, o calor da água é positivo e o do alumínio é negativo.
A soma dos dois dará zero (conservação de energia).
Qagua + Qaluminio = 0
Qagua = - Qaluminio

O Q (calor) neste caso é calor sensível para ambos, então a formula usada sera:
Q = m.c.(Tf-T0)
Onde o T0 é a temperatura inicial que é diferente para cada um e Tf é a temperatura final que sera igual para os dois (pois estará em equilíbrio térmico) e é o valor que queremos achar.
Substituindo:
Qagua = - Qaluminio
m(água).c(água). (Tf-T0agua) = -[m(alumínio).c(alumínio).(Tf-T0aluminio)]
10.1.(Tf-20) = -[10.0,2.(Tf-80)]
10Tf-200 = -[2Tf-160]
10Tf-200 = 160-2Tf
10Tf+2Tf=160+200
12Tf=360
Tf=30°C

Obs: Para prova real basta substituir a temperatura encontrada em cada uma das formulas de calor, o valor encontrado sera igual em modulo para os dois (100cal).

Espero ter ajudado :)