Question

Uma aluna antes de ir à escola toma leite quente em uma caneca de alumínio a caneca possui massa igual a 100 g e estava inicialmente a uma temperatura de 20°C quando a aluna a encheu com 300 g de leite que estava inicialmente a uma temperatura de 70 °C .qual é a temperatura final depois que o leite e a caneca atingirem o equilíbrio térmico?não considere a troca de calor com o meio ambiente dados calor específico de leite dados:calor específico do leite 0,92 cal/h °C e calor específico de alumínio e 0,22 cal/g°C

Answer 1

Quando se fala em equilíbrio térmico não há mais troca de calor no sistema. Assim, a soma dos calores sensíveis entre cada componente do sistema é igual a zero e a temperatura final entre os componentes do sistema é igual:

Q1 + Q2 = 0

A questão deu todos os dados necessários para o problema, portanto, basta substituir os valores dados na fórmula acima, tendo em conta que Q = m x c x Δθ:

m1 x c1 x Δθ1 + m2 x c2 x Δθ2 = 0
100 x 0,22 x (θ - 20) + 300 x 0,92 x (θ-70) = 0
22θ - 440 + 276θ - 19320 = 0
298θ - 19760 = 0
298θ = 19760
θ = 19760/298
θ = 66,30 ºC

Resposta: No equilíbrio térmico, o leite e a caneca terão ambos uma temperatura de 66,30 ºC.

Espero ter sido útil, grande abraço e bons estudos :)