[15] Um corpo é aquecido a
e em seguida é colocado no interior de 880 g de água a
. Sendo atingido o equilíbrio térmico a
, o corpo é retirado e colocado no interior de 200 g de água a
. Desprezando as perdas calcular a temperatura final de equilíbrio.
Passo 1
O enunciado trata de dois processos de mistura térmica envolvendo um corpo (massa e calor específico desconhecidos, mas combinados em sua capacidade térmica
) e água (
). No primeiro processo, o corpo a
é colocado em
g de água a
e atinge
. Vamos usar conservação de energia (calor perdido
calor ganho) para determinar
. Em seguida, esse corpo a
é mergulhado em
g de água a
e encontraremos a temperatura final de equilíbrio
.
Passo 2
No primeiro equilíbrio, o corpo perde calor e a água ganha. Escrevendo:
Isso dá
Passo 3
No segundo processo, o corpo (inicialmente a
) ganha calor e a água (a
) perde calor até
. Igualando:
Expandindo e somando termos:
Resposta
A temperatura final de equilíbrio é aproximadamente
.