Question

15-um pedaço de metal de 50g está a 10°C e tem calor especifico 0,3 cal/gCe será colocado em 300g de água, apés atingir a equilibrio térmico a temperatura ficou em 90°C, determine a temperatura inicial da Agua?​

Answer 1

A temperatura inicial da água era de 94°C.

• Explicação:

Essa questão aborda uma situação típica da calorimetria, em que alguns corpos buscam o equilíbrio térmico entre si. Para resolver essa questão, precisamos relembrar alguns pontos das trocas de calor entre corpos:

➯ Calor cedido é calor recebido. Dessa forma, não há perdas caloríficas, e tudo que o corpo de maior temperatura perde é recebido pelo de menor temperatura.

➯ A soma dos calores vale zero, isso porque o calor cedido é negativo, e o recebido, positivo. E como visto, eles são iguais em módulo.

➯ Questões de equilíbrio térmico envolvem o calor sensível. Isso porque há variação de temperatura.

Vamos relembrar o que é calor sensível:

➯ Calor sensível: É usado quando há a variação de temperatura de um corpo. Depende do calor específico da substância:

                                            $\boxed {\bf Q = m \cdot c \cdot \Delta T}$          

Sendo:

➯ Q = Quantidade de calor, em calorias (cal);

➯ m = massa, em g;

➯ c = calor específico da substância, em cal/g.°C;

➯ ΔT = variação da temperatura, em Celsius (°C);

agora, vamos analisar a questão e resolvê-la:

• Questão:

Todo o calor cedido pela água será absorvido pelo metal. Vamos montar uma equação da soma de calores:

$\bf Q_m + Q_a = 0$

O calor envolvido é o sensível. Vamos adaptar a fórmula:

$\bf m_m \cdot c_m \cdot \Delta T + m_a \cdot c_a \cdot \Delta T = 0$

➯ Substitua os valores dados:

$\bf 50 \cdot 0,3 \cdot \Delta T + 300 \cdot 1 \cdot \Delta T = 0$

$\bf 15 \cdot Tf - Ti + 300 \cdot T_f - T_i = 0$

$\bf 15 \cdot 90 - 10 + 300 \cdot 90 - T_i = 0$

$\bf 15 \cdot 80 + 300 \cdot 90 - 300 \cdot T_i = 0$

$\bf 1200 + 27.000 - 300 \cdot T_i = 0$

$\bf - 300 \cdot T_i + 28.200 = 0$

➯ Isole a temperatura inicial (Ti):

$\bf - 300 \cdot T_i = - 28.200$

$\bf T_i = \dfrac{-28.200}{-300}$

$\boxed{\bf T_i = 94 \circ C}$

➯A temperatura inicial da água era de 94°C.

Saiba mais sobre equilíbrio térmico em:

https://brainly.com.br/tarefa/29380936

Espero ter ajudado!