Question

Uma massa de água de 1000g encontra-se a temperatura de 80°C, ao ser misturada com outra massa de água m que está em temperatura ambiente (20°C) o equilíbrio térmico ocorre a 60°C . qual a segunda massa de água? considere que as águas estejam em um calorimetro​

Answer 1

A segunda massa de água é de 500g.

• Explicação:

Essa questão aborda uma situação típica da calorimetria, em que alguns corpos buscam o equilíbrio térmico entre si. Para resolver essa questão, precisamos relembrar alguns pontos das trocas de calor entre corpos:

➯ Calor cedido é calor recebido. Dessa forma, não há perdas caloríficas, e tudo que o corpo de maior temperatura perde é recebido pelo de menor temperatura.

➯ A soma dos calores vale zero, isso porque o calor cedido é negativo, e o recebido, positivo. E como visto, eles são iguais em módulo.

➯ Questões de equilíbrio térmico envolvem o calor sensível. Isso porque há variação de temperatura.

Vamos relembrar o que é calor sensível:

➯ Calor sensível: É usado quando há a variação de temperatura de um corpo. Depende do calor específico da substância:

                                            $\boxed {\bf Q = m \cdot c \cdot \Delta T}$          

Sendo:

➯ Q = Quantidade de calor, em calorias (cal);

➯ m = massa, em g;

➯ c = calor específico da substância, em cal/g.°C;

➯ ΔT = variação da temperatura, em Celsius (°C);

agora, vamos analisar a questão e resolvê-la:

• Questão:

Todo o calor cedido pela água quente será absorvido  pela água em temperatura ambiente. Vamos montar uma equação da soma de calores:

$\bf Q_q + Q_a = 0$

O calor envolvido é o sensível. Vamos adaptar a fórmula:

$\bf m_q \cdot c_q \cdot \Delta T + m_a \cdot c_a \cdot \Delta T = 0$

➯ Substitua os valores dados:

$\bf 1000 \cdot 1 \cdot \Delta T + m \cdot 1 \cdot \Delta T = 0$

$\bf 1000 \cdot Tf - Ti + m \cdot T_f - T_i = 0$

$\bf 1000 \cdot 60 - 80 + m \cdot 60 - 20 = 0$

$\bf 1000 \cdot -20 + m \cdot 40 = 0$

$\bf 40 \cdot m - 20.000 = 0$

➯ Isole a massa:

$\bf 40m = 20.000$

$\bf m = \dfrac{20.000}{40}$

$\boxed{\bf m = 500 g}$

➯A segunda massa de água tem massa de 500 g.

Saiba mais sobre equilíbrio térmico em:

https://brainly.com.br/tarefa/29380936

Espero ter ajudado!