Question

Em um recipiente termicamente isolado são misturados 300 g de água a 5°C com 200 g de
agua a 40°C. A temperatura final de equilibrio será igual a:

Answer 1

Resposta:

19°C.

Explicação:

Isso é mais uma pergunta de Física do que de Química, mas tudo bem. Sendo $Q_1$ o calor que a água fria irá ganhar após o equilíbrio, $Q_2$ o calor que a água quente irá ganhar depois do equilíbrio (veremos que esse calor é negativo, pois a água quente ficará mais fria e portando perderá energia) e $T_f$ a temperatura final. Pela fórmula $Q = mc\Delta T$, temos o seguinte:

$Q_1 = 300(T_f - 5)$

$Q_2 = 200(T_f - 40)$

Agora, observe o seguinte: como esse sistema é termicamente isolado, nenhuma energia será ganha ou perdida pelo sistema. Assim, a energia total ganha pelas amostras de água, quando somada, será igual a 0. Assim, temos:

$Q_1 + Q_2 = 0$

$300(T_f - 5) + 200(T_f - 40) = 0$

$300T_f - 1500 + 200T_f - 8000 = 0$

$500T_f - 9500 = 0$

$500T_f = 9500$

$T_f = 19$°C.