Question

Devido às mudanças nos métodos de produção, algumas profissões estão entrando em extinção, dentre elas a profissão de ferreiro. Imagine que um ferreiro, para conseguir modelar mais facilmente uma peça de 2 kg de ferro puro, a aqueça até 400 ºC em um equipamento chamado forja. Depois, para resfriá-la, utilize um balde com 5 litros de água à temperatura de 20 °C. Considerando apenas trocas de calor entre a peça de ferro e a massa de água, sem mudanças de estado físico de nenhuma das substâncias, qual será a temperatura aproximada atingida pelo conjunto água e ferro depois de atingido o equilíbrio térmico, em ºC?
Dados:
- Calor específico do ferro: 0,11 cal/g.°C
- Calor específico da água: 1 cal/g.°C
- Densidade da água: 1 kg/L


A) 88.
B) 51,1.
C) 72.
D) 188.
E) 36.

Answer 1

m(f) = 2000 g                         |             m(a) = 5000 g 
c(f) = 0,11 cal/g.ºC                 |            c(a) = 1 cal/g.ºC
Ti = 400 ºc                            |             Ti = 20ºC

Q1 = m(f) . c(f) . ΔT                          Q2 = m(a) . c(a) .ΔT
Q1 = 2000 . 0,11 . (T - 400)                Q2 = 5000. 1 . (T - 20)
Q1 = 220T - 88000                             Q2 = 5000T - 100000
                     
                       Q1 + Q2 = 0 
            220T - 88000 + 5000T - 100000 = 0 
            5220T - 188000 = 0
            5220T = 188000 
             T = __188000__
                        5220
             T = 36ºC

Alternativa: e