Em uma garrafa térmica, são colocados 200 g de água à temperatura de 30 oC e uma pedra de gelo de 50 g, à temperatura de –10 oC. Após o equilíbrio térmico, (A)todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é7°C. (B) todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 0,4 °C. (C) todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 20 °C. (D) nem todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 0 °C. (E) o gelo não derreteu e a temperatura de equilíbrio é –2 °C.
#FUVEST
Anexos:
Soluções para a tarefa
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Alternativa (A), todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 7ºC.
Analisando as informações fornecidas pelo enunciado temos que considerar o sistema isolado e para que o gelo derreta completamente partindo de -10ºC temos que:
Q = m.c.ΔT + m.L = 50 . 0,5.(0 -(-10)) + 50.80
Q = 4250 cal
Do outro lado a água ao esfriar completamente até 0ºC, pode perder:
Q = m.c.ΔT = 200.1.(0-30) = -6000cal
Então já sabemos que a água não esfriará completamente até 0ºC e a temperatura de equilíbrio será maior que 0ºC.
Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 0
Entre todas as transformações:
200 · 1 (θ - 30) + 50 · 0,5 [0 - ( - 10)] + 50 · 80 + 50 · 1 (θ - 0) = 0
θ = 7 ºC
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