Question

7) (UI-MG) No interior de um recipiente adiabático de capacidade térmica desprezível, são colocados 100 g de água a 20 °C e 200 g de água a 40 °C. A água atingirá o equilíbrio térmico:
a) a 30 °C b) a 40 °C c) abaixo de 30 °C d) entre 30 °C e 40 °C e) acima de 40 °C

Answer 1

Aplique o princípio das trocas de calor: num sistema fechado a soma dos calores trocados é sempre zero (o calor cedido (negativo) se anula com o recebido (positivo)). Por isso:

Q1 + Q2 = 0

Onde

Q1 = 100 g de água a 20ºC
Q2 = 200 g de água a 40ºC

Como há variação de temperatura, o calor é o sensível, de fórmula: Q = m . c. t, portanto:

Q1 + Q2 = 0
m1.c.(T-To) + m2.c.(T-To) = 0
100.1.(T-20)+200.1.(T-40) = 0
100T - 2000 + 200T - 8000 = 0
300T = 8000 + 2000
300T = 10000

obs.: t na fórmula significa variação de temperatura (T final - T inicial)

T = 33,3ºC aproximadamente

Alternativa correta: d) entre 30 °C e 40 °C