Question

Para fazer um chá à uma temperatura agradável para a ingestão, mistura-se 200 mL de água à 100°C à 100g de água à 15 °C. Sendo o calor específico da água 4184 J.kg-1.K-1, calcule a temperatura final da mistura. Considere que a densidade da água é a mesma em qualquer temperatura e igual 1,00g/ml.

Answer 1

A que temperatura chega do sistema é 66,67ºC

Esta é uma questão sobre equilíbrio térmico. Na física, podemos dizer que quando temos um sistema com mais de um componente, os corpos através da termodinâmica transferem calor uns para os outros até que encontrem o equilíbrio.

Isso ocorre quando eles entram em contato, então o corpo que possui mais calor, transfere para o que possui menos até que eles fiquem com a mesma temperatura. Ou seja, temos uma conservação de energia no sistema. Toda a energia transferida de um corpo é recebida pelo outro, e nada se perde.

Podemos dizer que:

$Q recebido +Qcedido=0$

A energia térmica é dada por:

$Q = m.c.\Delta t$

Então vamos substituir os dados do enunciado e teremos:

$Qaguaquente+Qaguafria =0\\\\200\times 1\times (tf - 100)+100\times 1\times (tf-15)=0\\\\200tf-20000+100tf+1500=0\\\\300tf=20000-1500\\\\300tf=18500\\\\tf=61,67\ºC$