Question

Uma taça de cobre, cuja massa é de 0,1 kg, inicialmente a 20°C, é cheia com 0,2 kg de café, inicialmente a 70°C. Qual a temperatura final, depois que o café e a taça chegarem ao equilíbrio térmico? Tratar o café como água. O calor específico da água é: 4190 J/kg°C e o calor específico do cobre é: 386 J /kg °C

Answer 1

Resposta:

T = 67,8 °C

Explicação:

Basta aplicar a Lei Zero da Termodinâmica, bem como as equações de calor para o café e para a taça e igualá-las, já que o calor é transferido do café para a taça.

Ou seja:

∑Q = 0  ⇒  Q₁ + Q₂ = 0   ⇒   - Q₁ = Q₂

Q₁ = m₁.c₁.ΔT₁

Q₂ = m₂.c₂.ΔT₂

Assim:

- Q₁ = Q₂

- m₁.c₁.ΔT₁ = m₂.c₂.ΔT₂

- 0,1 . 386 . (T - 20) = 0,2 . 4190 . (T - 70)

- 38,6 . (T - 20) = 838 . (T - 70)

- 38,6.T + 772 = 838.T - 58660

876,6.T = 59432

T = 67,8 °C

Obs.: Favor verificar se o enunciado está correto. O valor final de T está inconsistente com a realidade, pois a resposta deve ser 20° C < T < 70°.