Num laboratório, há uma pequena esfera de ferro, cuja massa é de 50g e seu calor específico é de 0,1 cal / g °C. Essa pequena esfera se encontra, inicialmente à temperatura de 200 ° C, sendo colocada, cuidadosamente, em um recipiente contendo 100g de água à uma temperatura de 20 °C. Considerando esse sistema isolado, as trocas de calor irão ocorrer até que haja equilíbrio térmico.
Qual é, aproximadamente, a temperatura de equilíbrio do sistema?
A 28,5 ° C
B 32,6 ° C
C 37,3 ° C
D 40,2 ° C
E 54,8 ° C
Soluções para a tarefa
Resposta: Letra A
Explicação: Na fórmula de equilíbrio térmico, a soma das quantidades de calor sensível deve ser zero. sendo assim temos as fórmulas de calor sensível montadas com informações que foram dadas pela questão.
(m.c.Δt) + (m.c.Δt) = 0
informações sobre a esfera
50g = massa da esfera de ferro
0,1cal/g = calor específico da esfera de ferro
200°C = temperatura inicial da esfera
t = temperatura final da esfera (usaremos o t para encontrar a variação de temperatura, uma vez que essa é determinada por T(inicial) - T(final))
...
informações sobre o recipiente
100g = massa da água
1,0cal/g = calor específico da água
20°C = temperatura inicial da água
t = temperatura final da água (usaremos o t para encontrar a variação de temperatura, uma vez que essa é determinada por T(inicial) - T(final))
...
Assim temos a expressão:
50 . 0,1 . (200-t) + 100 . 1 . (20-t) = 0
100.(20-t) + 5.(200-t) = 0
2000 - 100t + 1000 - 5t = 0
3000 - 105t = 0
3000 = 105t
3000/105 = t
28,5714 = t
28,5 ≅ t
Espero ter ajudado!
Não tenho muita experiência digitando contas, mas espero tenha ficado claro ;)