Question

Inicialmente, coloca-se 5 kg de água a 8 C dentro de uma panela de 1 kg a 60 C apoiada sobre a boca de um fogão. Em determinado instante, a chama do fogão é acesa, fazendo com que a panela absorva calor a uma taxa constante de 2000 W. Após 2 minutos, a chama é desligada. Determine a temperatura de equilíbrio.

Answer 1

Dados:
m1= 5kg ou 5000g
To= 8°C
m2= 1kg ou 1000g
To=60°C
P= 2000W ou 2000J/seg ou 500cal/seg
t= 2min ou 120seg

Como passaram-se 120seg, a quantidade de calor absorvida pela panela foi de 60000cal, de acordo com a potência dada.

Da fórmula Q= m.c. ΔT

6000= 5000.1.(Tf-8°C)
6000= 5000Tf- 40000
5000Tf= 46000
Tf= 9,2°C —> vai se tornar To da água

6000= 1000.1.(Tf- 60°C)
6000= 1000Tf- 60000
1000Tf= 66000
Tf= 66°C —> vai se tornar a To da água na panela

Portanto, para acharmos a temperatura de equilíbrio usaremos: Q1+Q2= 0

5000.1.(Tf-9,2)+ 1000.1.(Tf- 66)=0
5000Tf- 46000+ 1000Tf- 66000=0
6000Tf= 112000

Tf= 18,6°C