Question

Qual será a temperatura de equilibrio de uma mistura entre os seguintes componetes °200g de água a 20°c,°50g de ferro a 150°c

Answer 1

Vamos utilizar as equações de troca de calor.

Dentro de um calorímetro, onde as trocas de calor ocorrem, temos que toda a energia térmica é trocada entre os corpos em questão. Como absorver calor gera uma quantidade de calor positiva e transmitir calor gera uma quantidade de calor negativa, a soma de todas as quantidades de calor é igual a 0.

A quantidade de calor (Q) é dada pela fórmula:
$Q = cm \Delta \theta$

onde c é o calor específico do material, m é a massa, e Δθ é a variação de temperatura.

O calor específico do ferro é de 0,11 cal/gºC.
Substituindo os dados:
$Q_{f} + Q_{a} = 0 \\ c_{f}m_{f} \Delta \theta _{f} = c_{a}m_{a} \Delta \theta _{a} \\ 0.11*50*(\theta - 150) = 1* 200*( \theta -20) \\ 5.5 \theta - 16.5 = 200 \theta - 4000 \\ 194.5 \theta = 3983.5 \\ \theta = \dfrac{3983.5}{194.5} = 20.48 C$

A temperatura de equilíbrio é 20.48 ºC.