Question

Um bloco de determinado material e de massa igual a 2 kg, em uma temperatura de 80 °C, é encostado em outro bloco do mesmo material, de massa igual a 800 g e que está em temperatura ambiente, de 40°C. Calcule a temperatura de equilíbrio térmico dos blocos. Dados: Calor específico da água = 1 cal/g°C.

Answer 1

Explicação:

●Calorimetria

■Dados

$\begin{cases} \mathtt{ m_1= 2 kg~=~2000g} \\ \\ \mathtt{T_1=~80 °C} \\ \\ \mathtt{m_2=800g~} \\ \\ \mathtt{T_2=40 °C} \\ \\ \mathtt {c~=~1 cal/g°C} \\ \\ \mathtt {T_f~-~?} \end{cases}$

❑ Obs: Perceba que a massa do primeiro bloco é nos dada em kilogramas "kg", mas o calor específico é nos dado em cal/g°C , por isso tive que converter a massa para gramas "g" multiplicado por 1000.

■Resolução

❑ O enunciado diz que os dois blocos de temperaturas diferentes foram encostados sendo assim de acordo com o princípio fundamental da calorimetria, sempre que isso acontece ocorre a troca de calor até que ambos os corpos atinjam a mesma temperatura "temperatura de equilíbrio".

❑ Segundo o princípio fundamental da calorimetria a soma das quantidades de calor trocadas por todos os corpos vale zero (quando desprezadas as perdas de calor):

$\Large {\red {\boxed {\mathbf { \sum Q=0 }}}}$

$\large {\red {\boxed {\mathbf { Q_1~+~Q_2~=0 }}}}$

$\sf { m_1 *c* \Delta T~+~m_2*c* \Delta T~=0 }$

❑ Note que o calor específico é o mesmo então podemos simplificar.

$\sf { m_1 *\cancel {c}* \Delta T~+~m_2*\cancel {c}* \Delta T~=0 }$

$\sf { m_1 * \Delta T~+~m_2*\Delta T~=0 }$

$\sf { m_1 * (T_f-T_1)~+~m_2*(T_f-T_2)~=0 }$

$\sf { 2000 * (T_f-80)~+~800*(T_f-40)~=0 }$

$\sf { 2000T_f-160000~+~800T_f-32000~=0 }$

$\sf { 2800T_f-192000~=0 }$

$\sf { 2800T_f~=192000 }$

$\sf { T_f~=\dfrac {1920\cancel {00}}{28\cancel {00}} }$

$\Large {\color{blue}{\boxed{ \green{ \boxed{ \sf{T_f~\approx~68,6 °C } } } } } \color{blue}{\checkmark}\green{\checkmark}}$

⇒Espero ter ajudado! :)

⇒ Att: Jovial Massingue