(IFSUL 2020) Em um recipiente termicamente isolado são misturados 400 g de água

(IFSUL 2020) Em um recipiente termicamente isolado são misturados 400 g de água, inicialmente a temperatura de 20˚C, com uma pequena barra d...

(IFSUL 2020) Em um recipiente termicamente isolado são misturados 400 g de água, inicialmente a temperatura de 20˚C, com uma pequena barra de aço, de massa 500 g e inicialmente a 80˚C.

Considerando que ocorre trocas de energia, na forma de calor, apenas entre a água e o ferro e que o calor específico da água e do aço são respectivamente iguais a 1,0 cal/g.˚C e 0,12 cal/g.˚C, a temperatura de equilíbrio térmico é aproximadamente igual a

a) 20˚C.
b) 28˚C.
c) 40˚C.
d) 60˚C.

QUESTÃO ANTERIOR:
- (IFSUL 2020) Como consequência da busca cada vez maior pelo uso de energias renováveis, tem aumentado a utilização de energia solar para geração de energia elétrica e para aquecimento de água nas residências brasileiras.

RESOLUÇÃO (Por: Danilo Silva*):

É uma questão de calor sensível que relata uma troca de calor entre dois corpos em um meio que conserva a energia, isto é, onde não há percas. Sabendo disso, o módulo da energia final de A é o mesmo de B, portanto usaremos a equação:

Q = m.c.▲T 

Q1 = Q2, ou seja; Q1 + Q2 = 0

Informações que o enunciado nos dá:

Calor específico da água = 1 cal/g °C

Calor específico do aço = 0,12  cal/g °C 

Massa da água = 400g

Massa do aço = 500g

Variação de temperatura da água, que é dada pela diferença da temperatura final pela inicial = ▲T = Tf - Ti  = Tf - 20

Variação de temperatura do aço, que é dado pela diferença da temperatura final pela inicial = ▲T = Tf - Ti  = Tf - 80

Cálculo;

Q1 + Q2 = 0  

400.1.(Tf - 20) + 500.0,12(Tf - 80) = 0

400 (Tf - 20) + 60 (Tf - 80) = 0 (faz chuveirinho com oq estiver dentro do parênteses)

400Tf - 8000 + 60Tf - 4800 = 0 (letra para um lado e número para o outro)

400Tf + 60Tf = 8000 + 4800

460Tf = 12800 (divide por 10 para reduzir o número) 

Tf = 1280/46

Tf = 27,82 (arredondando fica 28) 

Tf = 28 °C

GABARITO:

b) 28˚C.

PRÓXIMA QUESTÃO:
- (IFSUL 2020) Em virtude de variações de temperatura, aquecimento e resfriamento, os materiais alteram suas dimensões.

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:
- Prova IFSUL 2020.1 (Concomitante) com Gabarito

*resolução enviada por colaborador. Saiba mais.