Question

(EFEI-MG) Um ferreiro prepara ferraduras para cavalos aquecendo-as ao fogo até que cheguem a 800ºC, a fim de moldá-las. Uma ferradura de ferro de massa igual a 500g, naquela temperatura, foi jogada num tanque de 50l de água à temperatura ambiente, 25ºC. A que temperatura chega o sistema água+ferradura? Considere isolado este sistema composto.
Dados: calor específico sensível - água (1cal/gºC)
ferro (0,200cal/gºC)

Answer 1

Primeiro, deve-se encontrar a massa de água, a partir da fórmula da densidade:
d=$\frac{m}{V}$
1=$\frac{m}{50*10³}$ (É 10³, pois converteu-se 50L para cm³)
m=5*10$^{4}$g

Agora, vamos ver os calores sensíveis de cada um:
Qágua=m*c*Δ∅
Qágua=5*10$^{4}$*1*(∅f-25)
Qágua=5*10$^{4}$*(∅f-25)

Qferradura=m*c*Δ∅
Qferradura=500*0,2*(∅f-800)
Qferradura=100*(∅f-800)

Quando o sistema estiver em equilíbrio, a soma dos calores sensíveis é igual a zero, então:
Qágua + Qferradura = 0
Substituímos os valores na fórmula:
5*10$^{4}$*(∅f-25) + 100*(∅f-800) = 0
100∅f-8*10$^{4}$ + 5*10$^{4}$∅f-125*10$^{4}$=0
5,01*10$^{4}$∅f + 133*10$^{4}$=0
∅f=$\frac{133*10[tex] ^{4}$}{5,01*10$^{4}$} [/tex]
∅f≈26,55ºC