Matéria: Física
Autor: heloisalais6082
Perguntado 2 anos atrás

Um líquido com massa de 550g e temperatura de 10oC foi misturado a outro idêntico com massa de 300g e temperatura de 100oC. A temperatura final é de:

Respostas

respondido por: ShikamaruSensei

Após realizar os cálculos, conclui-se que a temperatura final é de 41,76°C.

A questão trata sobre Trocas de Calor. A transferência de calor ocorre por consequência da diferença de temperatura, que gera um desequilíbrio térmico, com isso, o corpo de maior temperatura cede calor para o de menor temperatura até que eles cheguem ao equilíbrio térmico, ou seja, a temperatura final dos corpos será a mesma.

Dessa forma, podemos dizer que o somatório de todas as transferências de calor envolvidas em um sistema é igual a zero, pois a quantidade de calor que um corpo cede deve ser a mesma quantidade para o que recebe. Assim, podemos escrever a equação da seguinte forma:

∑Qenv = 0

ou seja,

Q1 + Q2 = 0

Onde Q1 é o calor do corpo 1 e Q2 é o calor do corpo 2.

No caso dessa questão, não foi informado que há uma mudança de fase do líquido, assim, como o corpo mantém o mesmo estado físico, utilizaremos o calor específico, descrito na Equação 1 abaixo:

Q= m.c.ΔT (Equação 1)

Q ⇒ Quantidade de Calor;
m ⇒ massa;
c ⇒ calor específico;
ΔT ⇒ Variação de temperatura = T-To

Com isso, utilizaremos os dados fornecido pela questão:

m1 = 550g

To1 = 10°C

m2 = 300 g

To2 = 100°C

Como o líquido vai atingir a temperatura de equilíbrio, a temperatura final deles será a mesma e como se trata do mesmo material o calor específico é o mesmo também. Com isso, substituímos os valores na Equação 1:

$m_1 \cdot c \cdot \Delta T_1 + m_2 \cdot c \cdot \Delta T_2 = 0\\550 \cdot (T - 10) + 300\cdot (T-100) = 0\\550T - 5500 + 300T - 30000 = 0\\850T = 35500\\T = \dfrac{35500}{850} \\T = 41,76 ^oC$