Question

Para aquecer uma massa de 1kg de água a 10°C foi utilizada uma barra de 200g de ferro a 150°c. Qual foi a variação de temperatura da água, em °C. Dados ( c água= 1cal/g°C : c ferro= 0,1cal/g°C

Answer 1

Tf = 12,74 ºC

Par aquecer a água foi utilizado uma barra de ferro, como a água está mais fria do que a barra de ferro, ela irá receber o calor segundo as Leis da Termodinâmica.  

Como no sistema a seguir não houve perda de calor, todo calor transmitido será absorvido pela água até chegar a um equilíbrio.

∑ Q = 0    ;     Q = m . c . ΔT

          Qferro           +            Qágua        = 0

200 . 0,1 . (Tf - 150) + 1000 . 1 . (Tf - 10) = 0

20 . (Tf - 150) + 1000 (Tf - 10) = 0       (simplificando por 20)

(Tf - 150) + 50.Tf - 500 = 0

51Tf = 650

Tf = 12,74 ºC

Answer 2

A variação de temperatura da água foi de 2,74 °C.

Explicação:

A quantidade de energia perdida pelo ferro até chegar à temperatura de equilíbrio (T) é igual à quantidade de energia absorvida pela água para chegar à mesma temperatura. Ou seja,

$Q_{ferro}=Q_{\'agua}\\\\m_{ferro}\;.\;c_{ferro}\;.\;(150 - T)=m_{\'agua}\;.\;c_{\'agua}\;.\;(T-10)\\\\200\;.\;0,1\;.\;(150 - T)=1.000\;.\;1\;.\;(T-10)\\\\20\;.\;(150 - T)=1.000\;.\;(T-10)\\\\3.000-20T=1.000T-10.000\\\\1.000T+20T=3.000+10.000\\\\1.020T=13.000\\\\T=\frac{13.000}{1.020}\\\\T=12,74\;^{\circ}C$

Como a água estava inicialmente a 10° C e a temperatura de equilíbrio foi de 12,74° C, então a variação de temperatura da água foi de 2,74 °C