Question

Uma geóloga trabalhando no campo toma seu café-da-manha em uma xícara de alumínio. A xícara possui uma massa igual a 0,120 kg e estava inicialmente a 20 ºC quando a geóloga a encheu com 0,300 kg de café que estava inicialmente a 70 ºC. Qual é a temperatura final depois que o café e a xícara atingem o equilíbrio térmico° (Suponha que o calor específico do café seja igual ao da água, e que não exista nenhuma troca de calor com o meio ambiente.)

Answer 1

Sendo a quantidade de calor do café mais a quantidade de calor da xícara igual a 0, temos:

Q xícara + Q café = 0

Quantidade de calor total = massa x calor específico do material x variação de temperatura

Dados:

Massa da xícara = 120 g
Massa do café = 300 g
Calor específico do alumínio = 0,22 cal/g.ºC
Calor específico do café = 1 cal/g.ºC
Temperatura inicial da xícara = 20ºC
Temperatura inicial do café = 70ºC

Q xícara = 120 x 0,22 x (Tf - 20)

Qxícara = 26,4 Tf - 528

Q café = 300 x 1 x (Tf - 70)

Q café = 300 Tf - 21.000

Qx + Qc = 0

26,4 Tf - 528 + 300 Tf - 21.000 = 0

326,4 Tf -21.528 = 0

Tf = 21528 / 326,4

Tf = 66 ºC