Question

Em uma xícara contendo 150 ml de chá a 70 ºC, adiciona-se 50 ml de água a 10 ºC. Considerando que a xícara tenha capacidade térmica desprezível e que não ocorrem trocas de calor entre o líquido e o ar, determine a temperatura de equilíbrio do sistema. Dados: calor específico da água e do chá: c = 1,0 cal/gºC densidade da água e do chá: d = 1g/ml

Answer 1

V(chá) = 150ml

T₀(chá) = 70ºC

V(água) = 50ml

T₀(água) = 10ºC

c(água) = c(chá) = 1,0 cal/g ºC

d(água) = d(chá) = 1g/ml

Q = mcΔT

Massa de chá:

d = m/V

1 = m/150

m = 150g

Massa da água:

d = m/V

1 = m/50

m = 50g

Temperatura de equilíbrio:

ΔQ₁ + ΔQ₂ = 0

150 · 1 · (T - 70) + 50 · 1 · (T - 10) = 0

150(T - 70) + 50(T - 10) = 0

150T - 10500 + 50T - 500 = 0

150T + 50T = 10500 + 500

200T = 11000

T = 11000 / 200

T = 55ºC