Um bloco de chumbo
de massa
e à temperatura
é adicionado um recipiente com uma massa
de água à temperatura
. O recipiente é termicamente isolado do meio ambiente e sua capacidade calorífica é desprezível.
Qual a temperatura final do sistema?
Dados:
Qual a temperatura final do sistema?
Dados:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica! A gente tem um bloco de chumbo e um recipiente com água, cada um a uma temperatura diferente. Nosso objetivo é encontrar a temperatura final do sistema quando eles entram em contato, assumindo que não perde calor pro ambiente. Para isso, vamos usar o conceito de equilíbrio térmico e a fórmula de calor transferido.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que está acontecendo. Quando o bloco de chumbo mais quente é colocado no recipiente com água mais frio, o chumbo vai perder calor e a água vai ganhar esse calor até que ambos atinjam a mesma temperatura final.
Passo 3
A fórmula que usamos para calcular o calor ($ Q $) transferido é:
Onde:
- $ m $ é a massa do material,
- $ c $ é a capacidade calorífica específica,
- $ \Delta T $ é a variação de temperatura.
Passo 4
Vamos chamar a temperatura final do sistema de $ T_f $. O calor perdido pelo chumbo será igual ao calor ganho pela água:
Passo 5
Substituindo os valores fornecidos:
Passo 6
Fazendo as contas:
Passo 7
Agora, vamos resolver para $ T_f $:
Resposta
A temperatura final do sistema é $ 25^\circC $.