Question

9. (Fuvest-SP) Dois recipientes de material termicamente isolante contém cada um 10 g de água a 0 °C. Deseja-se aquecer até uma mesma temperatura os conteúdos dos dois recipientes, mas sem misturá-los. Para isso é usado um bloco de 100 g de uma liga metálica inicialmente à temperatura de 90 °C. O bloco é imerso durante um certo tempo num dos recipientes e depois transferido para o outro, nele permanecendo até ser atingido o equilíbrio térmico. O calor específico da água é dez vezes maior que o da liga. A temperatura do bloco, por ocasião da transferência, deve então ser igual a:

Answer 1

Resposta:

60 °C

Explicação:

Para resolver esse problema devemos utilizar o principio básico da calorimetro:

Q1+ Q2 =0

Quando a barra é colocada no primeiro recipiente:

Ma*Ca*(T-0) + Mb*Cb*(T'-90) = 0 (1)

Já quando é colocado no segundo:

Ma*Ca*(T-0) + Mb*Cb*(T-T') = 0 (2)

Somando (1) e (2):

2Ma*Ca*T + Mb*Cb*(T-90) = 0

Como Ca = 10Cb, e substituindo as massas:

2*10*10*Cb*T + 100*Cb*(T-90) =0

2T + T - 90 = 0

T= 30ºC

Agora para descobrir a temperatura de transferencia basta substituir os valores na equação (1)

Ma*Ca*(T-0) + Mb*Cb*(T'-90) = 0

10*10*Cb*30 + 100*Cb*(T'-90) = 0

30 + T' -90 = 0

T' = 60ºC