Question

sabendo que a água ferve a 100 c e que a mistura das amostras não trocou o calor com o ambiente até atingir o equilíbrio térmico determine a alternativa para falsa​

Answer 1

A alternativa falsa será e) Ambas as amostras possuíam calor e energia térmica.

Faltou uma parte do enunciado:

"Uma mulher chegou do trabalho exausta. Para

relaxar, resolveu tomar um banho em sua banheira.

Encheu 60% da capacidade da banheira com água

da torneira (amostra A) que estava na temperatura

ambiente de 10 °C. Ela queria tomar banho com

água quente. Para isso, encheu uma grande panela

com uma quantidade de água igual à 10% da

capacidade da banheira (amostra B). Após ferver,

essa água foi colocada na banheira, conforme

animação abaixo. Mesmo após a mistura das

amostras, continuaremos chamando a água da

banheira de amostra A e a água da panela de

amostra B.  Sabendo que a água ferve a 100 °C e que a mistura das amostras não trocou o calor com o ambiente até atingir o equilíbrio térmico, determine a opção falsa. ​"

Para saber qual a proporção normalizada entre a amostra A e a amostra B, devemos calcular o volume relativo de cada uma em relação ao volume total que as duas representam:

vA = volume de A = 60% capacidade da banheira = 0,6*C

vA = 0,6*C

vB = volume de B = 10% capacidade da banheira = 0,1*C

vB = 0,1*C

Sendo assim, os volumes relativos serão:

%vA = vA/(vA + vB) = 0,6*C/(0,6*C + 0,1*C) = 0,6/0,7 = 0,857

%vA = 85,7 %

%vB = 1 - %vA = 14,3%

Logo, a temperatura de equilíbrio será de:

Teq = 10°C*%vA + 100°C*%vB

Teq = 10°C*0,857 + 100°C*0,143

Teq = 22,87°C

Analisando os itens:

a) As energias térmicas se equilibraram após a mistura interagir por algum tempo, sendo assim, as moléculas passaram a ter a mesma energia. (VERDADEIRA)

b) A troca de calor foi constante e com módulo igual para as duas amostras. (VERDADEIRA)

c) A amostra A contribuiu mais para a temperatura final pois estava em maior volume e B = 14,3/85,7 ≅ 17% do volume de A. (VERDADEIRA)

d) A temperatura de equilíbrio calculada acima foi abaixo de 55°C. (VERDADEIRA)

e) Ambas as amostras possuíam calor e energia térmica, logo a alternativa está incorreta. (FALSA)

Espero ter ajudado!