Em um calorímetro ideal, misturam-se duas amostras de uma mesma substância: uma, de massa *m*, na temperatura de 20ºC, e a outra, de massa igual a 4*m*, na temperatura de 40ºC. Após atingirem o equilíbrio térmico, a temperatura dessas amostras valerá:
a) 24ºC
b) 28ºC
c) 30ºC
d) 32ºC
e) 36ºC
Respostas
Resposta:
algumas observações antes:
como as duas amostras são de um mesmo líquido, logo o seu calor específico será o mesmo ok ?
como a primeira amostra está a uma temperatura maior que a da segunda, portanto ela cederá calor, sendo assim nas equações o ''Q'' ficará como ''-Q'' indicativo de que ela está perdendo calor.
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Explicação:
sendo assim, pela fórmula da calorimetria Q = mc.ΔT, vamos chamar de Q₁ a nossa primeira amostra ( 80ºC) e de Q₂ a nossa segunda amostra ( 50ºC), logo temos:
-Q₁ = Q₂
-mcΔT = mcΔT (corta o ''mc'' dos dois lados, pois são o mesmo fica:)
-(Tf - 80) = (Tf - 50)
-Tf + 80 = Tf - 50
80 + 50 = Tf + Tf
130 = 2Tf
Tf = 130/2
Tf = 65ºC
Portanto a sua temperatura final de equilíbrio será de 65ºC
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A temperatura no equilíbrio será de e) 36 ºC.
Para determinar a quantidade de calor sensível que um corpo ou objeto cede ou recebe utilizamos a seguinte equação:
Q = m . c . ΔT
Sendo:
- Q: quantidade de calor sensível (J ou cal);
- m: massa do corpo (kg ou g);
- c: calor específico (J/kg.ºC ou cal/g.ºC);
- ΔT: variação de temperatura (ºC), ou seja, a temperatura final menos a temperatura inicial.
No equilíbrio, temos que:
Q1 + Q2 = 0
m . (T - 20) + 4m . (T - 40) = 0
mT - 20m + 4mT - 160m = 0
5mT = 180m
T = 180m/5m
T = 36ºC
Logo, a temperatura no equilíbrio será de 36 ºC.
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