Question

Pensando em tomar café com leite no intervalo da aula, um aluno mistura, em uma garrafa térmica, 200 g de leite à temperatura de 90,0 °c e 40,0 g de
café solúvel à temperatura de 25,0 °. O calor específico do café solúvel vale 0,500 cal/g °C e o do leite vale 0,900 cal/g°C. Suponha que a garrafa térmica seja
um recipiente adiabático.
CALCULE a temperatura final do café com leite

a) 25,0°C
b)52,5°C
c)83,5°C
d)90,0°C
e)105°C​

Answer 1

Ao misturar duas substâncias de temperaturas diferentes em um recipiente adiabático (não permite troca de energia com o meio externo), existe uma troca de calor entre essas substâncias, de forma que o material mais quente perde calor para um mais frio. Nesse sistema, a perda de calor de um material é totalmente absorvida pelo outro, de forma que a quantidade de calor (Q1) perdida por um material é igual ao calor (Q2) recebida pelo outro material. Assim:
Q1=Q2
Para demonstrar-mos que há perda de um lado e ganho do outro convencionamos usar sinais contrários. Assim, se consideramos a perda de calor -, consideramos o ganho +. Isso resulta assim em Q1 = - Q2
No exercício acima, o leite quente perde calor e o café ganha, assim vamos considerar Q 1 referente ao café e Q2 ao leite.
Q = calor sensível = energia necessária para mudar a temperatura de uma substância sem mudar seu estado de agregação
Q = m.c.t
Sendo M referente a massa, c referente a calor específico e t referente a variação de temperatura

Q1:40*0,5*(Tfinal-25) =20Tfinal -500
Q2: 200*0,9*(Tfinal-90) = 180Tfinal -16200

Q1= -Q2
20Tfinal - 500 = - (180Tfinal -16200)
20Tfinal - 500 = -180Tfinal +16200
200Tfinal = 16700
Tfinal= 83,5 graus

Resposta C