Question

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1 - Mistura-se 100g de água a 50oC com 60g de água a 8oC em um recipiente termicamente isolado. Determine a temperatura de equilíbrio da mistura, supondo trocas de calor somente enter as porções de água que foram misturadas.

Answer 1

Q = m · c · ΔT

Equilíbrio térmico:

Q₁ + Q₂ = 0

Q₁ = - Q₂

m₁ · c · ΔT₁ = - [m₂ · c · ΔT₂]

m₁ · c₁ · (Tf₁ -Ti₁) = - [m₂ · c₂ · (Tf₂ - Ti₂)]

O calor específico é o mesmo para as amostras misturadas, trata-se da mesma substância, então podemos chamar só de c:

m₁ · c · (Tf₁ -Ti₁) = - [m₂ · c · (Tf₂ - Ti₂)]

A temperatura final é a mesma para as duas amostras, pois atingem o equilíbrio térmico, então podemos chamar só de Tf:

m₁ · c · (Tf -Ti₁) = - [m₂ · c · (Tf - Ti₂)]

100c · (Tf - 50) = - [60c · (Tf - 8)]

100cTf - 5000c = - [60cTf - 480c]

100cTf - 5000c = - 60cTf + 480c

100cTf + 60cTf = 480c + 5000c

160cTf = 5480c

Tf = 5480c / 160c

Tf = 34,25°C