Question

Colocam-se 500g de ferro c=0,1 cal/g.°C a 12°C num recipiente de capacidade térmica desprezível contendo 500g de água (c=1 cal/g.°C) a 20°C. A temperatura final de equilíbrio é

Answer 1

A temperatura final de equilíbrio será igual a  Tf = 17,09 ºC

Como a capacidade térmica do recipiente é desprezível, isso nos diz que ele não participa das trocas de calor.

Então o equilíbrio ocorrerá entre o ferro e a água apenas. Segundo a 1ª Lei da Termodinâmica, todo calor será conservado.

∑Q = 0

Qf + Qa = 0

mf . cf . ΔT + ma . ca . ΔTa = 0

500 . 0,1 . (Tf - 12) + 500 . 1 . (Tf - 20) = 0

50 . (Tf - 12) + 500 . (Tf - 20) = 0

50.Tf - 600 + 500Tf - 10000 = 0

550Tf = 9400

Tf = 17,09 ºC