Question

Uma montanhista utiliza em suas escaladas uma caneca com massa igual a 100 g e feita de um material com calor específico de 910 J/(kg.ºC). Num certo momento, ela coloca 200 g de chá à temperatura inicial de 80 ºC em sua caneca, que se encontra à temperatura ambiente de 10 ºC. Despreze a troca de calor com o ambiente e considere que o calor específico do chá é igual ao da água, isto é, 1,0 cal/(g.ºC). Determine a temperatura do chá após o sistema ter atingido o equilíbrio térmico.

#UFPR
#VESTIBULAR

Answer 1

A temperatura do chá após o sistema ter atingido o equilíbrio térmico equivale aproximadamente a 73°C.

O calor sensível é aquele que provoca uma variação na temperatura. Para calcular o calor sensível perdido ou absorvido pelo corpo usamos a fórmula abaixo -

Q = mcΔt

Onde,

m = massa do corpo

ΔT = variação da temperatura

c = calor específico do corpo

As trocas de calor ocorrerão de forma que o calor cedido equivale ao calor recebido-

∑Q = 0

Convertendo a unidade do calor específico do chá-

1 cal/(gºC) . 4,186 J/cal . 1000g/kg = 4186 J/kgºC

mcΔT caneca + mcΔT chá = 0

0,100. 910. (Tf - 10) + 0,200. 4186. (Tf - 80) = 0

91Tf - 910 + 832,7Tf - 66976 = 0

923,7Tf = 67886

Tf ≅ 73°