Uma garrafa térmica contém 500 ml de leite a uma temperatura de 80° C. O leite frio de um copo com volume de 250 ml, a 20° C, é despejado na garrafa. A capacidade calorífica da garrafa é desprezível e a densidade do leite é aproximadamente de 1g/ml. Qual será a temperatura do leite depois da mistura?
Respostas
Q1+Q2=0 em que Q1 eQ2 são os calores sensiveis do leite.
m1 x c x Δt1 + m2 x c x Δt2=0
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vamos achar a massa do leite em gramas com a ajuda da densidade;
d=m1/v1
1=m1/500
m1=500 gramas
faço o mesmo processo para achar m2
d=m2/v2
1=m2/250
m2=250 gramas
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de posse das massas podemos operar (obs: ele não deu o calor especifico do leite, então acredito que assumiremos igual a 1)
m1 x c x Δt1 + m2 x c x Δt2=0
500 x 1 x ( tf - ti) + 250 x 1 (tf-ti)=0
500 x (tf-80) + 250 x (tf -20)=0
500tf - 40000 + 250tf -5000=0
250tf - 45000=0
250tf = 45000
tf =45000/250
tf=180ºC <==== resposta.
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caso ele tenha dado o calor especifico e vc tenha esquecido, é só por aqui que refaço rapidinho.
A temperatura do leite após a mistura do leite frio com o leite quente será de 60 ºC.
Para solucionar o problema é necessário um conhecimento prévio acerca do equilíbrio térmico.
O que seria equilíbrio térmico?
- O equilíbrio térmico acontece quando dois materiais de temperaturas distintas são postos em contato de forma que atingem, no final, a mesma temperatura.
- A equação aplicada nesse tipo de equilíbrio quando não há mudança de estado físico é dada por: Q = m.c.Δt , em que:
Q = quantidade de calor
m = massa
c = calor específico
Δt = tf - ti = variação de temperatura
Utilizando estes conhecimento vamos resolver:
Sabendo que o calor (Qq) cedido pelo corpo mais quente será absorvido pelo corpo mais frio (Qf) até o equilíbrio térmico, temos:
Para encontrarmos a massa vamos empregar a seguinte relação:
Para o leite quente, temos:
Para o leite frio, temos:
Substituindo na igualdade,temos:
Desta forma, podemos afirmar que a temperatura final da mistura será de 60 ºC.
Você pode aprender mais acerca do equilíbrio térmico em:
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