Question

Ao misturar em um
recipiente termicamente
isolado uma massa "m" de
água a temperatura de 50°C
com uma massa "2m" de
água a temperatura de 20°C,
após o equilibrio térmico,
obteremos uma massa "3m"
de água a temperatura de:
O 40°C
O 30°C
O 25°C
O 20°C​

Answer 1

• A água obtida após o equilíbrio, com massa 3m, está a temperatura de 30 °C.

Equilíbrio Térmico

O equilíbrio térmico acontece após as interações entre a quantidade de calor sensível de cada substância até atingir uma temperatura comum a ambas substâncias, demonstrando o fim da troca de calor.

Nesse caso, dizemos que:

$\Large{\sf{Q_A+Q_B=0}}$

Sendo a quantidade de calor de A atribuída a água com massa m e a quantidade de calor de B atribuída a água com massa de 2m, assim, temos que:

$\Large{\sf{(m\cdot c\cdot\Delta T)_A+(m\cdot c\cdot\Delta T)_B=0}}$

Sabendo que o calor específico da água é o mesmo, não importando a temperatura, que as massas de A e de B são m e 2m e que se encontram as temperaturas de 50 °C e de 20 °C, respectivamente, obtemos:

$\Large{\sf{m\cdot c\cdot(T_F-50)+2m\cdot c\cdot(T_F-20)=0}}\\\\\\\Large{\sf{T_F-50+2\cdot(T_F-20)=0}}\\\\\\\Large{\sf{T_F-50+2T_F-40=0}}\\\\\\\Large{\sf{T_F+2T_F=50+40}}\\\\\\\Large{\sf{3T_F=90}}\\\\\\\Large{\text{ \sf{T_F=\dfrac{90}{3}} }}\\\\\\\\\LARGE{\sf{T_F=30\;\°C}}$

Assim, essas duas quantidades de massas diferentes de água a temperaturas diferentes entraram em equilíbrio térmico na temperatura de 30 °C.

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Espero ter ajudado.

Bons estudos! :)