Question

URGENTE

Desejando esfriar seu suco, um rapaz introduziu 2 cubos de gelo de 20 g cada um em 300 mL de suco de laranja, a 20° C, contidos em um copo de capacidade térmica 60 cal/°C, em equilíbrio térmico com o suco.
Desprezando perdas de calor para o ambiente e considerando que o suco não transbordou quando os cubos de gelo foram colocados, qual é a temperatura da bebida, em °C, no instante em que o sistema entra em equilíbrio térmico?

a) 0°C
b) 5°C
c) 10°C
d) 15 °C
e) 20 °C ​

Answer 1

Resposta:

Gabarito: C

Explicação:

Primeiro vamos vê quais são os elementos no sistema pra calcular a quantidade de calor(Q) de cada um.

- suco

- 2 blocos de gelo

- copo

Agora vamos calcular o Q de cada um

- Suco: A questão diz que quer resfriar ele, portanto será usado Q=m*c*Δt

a massa deverá ser medida segundo a densidade do suco que é 1 g/cm3

como 1 ml= 1 cm3, portanto 1 g = 1cm3 logo 300g= 300 cm3 (regra de três)

Q1=300*1*(T-20)

Q1= 300T-6000

- Gelo

Q2=m*L (Gelo em mudança de fase)

Q2=40*80= 3200 cal

Q3=m*c*ΔT (gelo líquido ganhando calor,portanto água)

Q3=40*1*(T-0)

Q3=40T

- Copo

Capacidade térmica= Q/ΔT

60=Q4/T-20

Q4=60T - 1200

Obs: o calor do copo vai ser igual ao do suco porque a questão diz que eles estão em equilíbrio.

Agora segundo o princípio da igualdade das trocas de calor:

Q1+Q2+Q3+Q4=0

300T-6000+40T+3200+60T-1200=0

400T=7200-3200

400T=4000

T= 10ºC

Espero ter ajudado, qualquer dúvida só perguntar!

Bons estudos!

Answer 2

A temperatura da bebida, em ºC, no instante que o sistema entra em equilíbrio é: 10ºC - letra c).

Vamos aos dados/resoluções:  

O equilíbrio térmico funciona se caso dois corpos possuírem as temperaturas diferentes e os mesmos se "encostarem" para que possa existir uma transferência de energia, e essa transferência de temperatura vai do corpo que possui uma maior temperatura, para o que tem menor.  

PS: A temperatura se faz como a "unidade de medição" que as partículas possuem para se agitar, o que permite analisar se sistemas diferentes conseguem se encontram em equilíbrio térmico ou não.

Dessa forma, calculando o Q de cada um dos elementos, teremos para o suco:  

Q1 = 300 . 1 . (T-20)

Q1 = 300T - 6000

Enquanto que para o Gelo:  

Q2 = m . L (Em função da mudança de fase provocada pelo Gelo)

Q2 = 40 . 80 = 3200 cal.

Q3 = m . c . ΔT  

Q3 = 40 . 1 . (T-0)

Q3 = 40T.

E para o copo, teremos:  

Q / ΔT ;  

60 = Q4 / T - 20

Q4 = 60T - 1200.

Agora finalizando com o princípio da igualdade das trocas de calor, encontraremos:  

Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 0

300T - 6000 + 40T + 3200 + 60T - 1200 = 0

400T = 7200 - 3200

400T = 4000

T = 10ºC.

Para saber mais sobre o assunto:

https://brainly.com.br/tarefa/27421559

Espero ter ajudado nos estudos e bebam água :)