Uma jarra de refrescos tem a capacidade equivalente a 8 copos d'água e está cheia até a metade com água a 20°C. Colocamos, então, na jarra, mais um copo d'água com temperatura própria de 80°C. Qual é a temperatura final da mistura, admitindo uma troca de calor sem perdas?
Soluções para a tarefa
Olá,
admitindo que cada copo tem 100mL de água, a massa de água na jarra é 400mL, como a densidade da água é aproximadamente 1g/mL, a massa contida na jarra é 400g. E a massa de um copo de água, 100g.
Ao atingirem o equilíbrio térmico, a soma dos calores trocados entre as duas massas de água, cujas temperaturas iniciais são diferentes, será = 0.
QA + QB = 0
utilizamos a equação do calor sensível, que está envolvido na alteração da temperatura da substância:
Q = m.c.ΔT
mA.c.ΔT + mB.c.ΔT = 0
mA = massa de água na jarra ;
mB = massa de água no copo
c = calor específico da água 1,0 cal/g⁰C
ΔT = Tf-Ti => sabemos Ti, mas queremos calcular Tf.
Substituindo:
400.1.(Tf - 20) + 100.1.(Tf - 80) = 0
400Tf - 8000 + 100Tf - 8000 = 0
500Tf -16000 = 0
500Tf = 16000
Tf = 16000/500 =
32⁰C = Tf