O calor específico de um material é constante e igual a c. Uma quantidade do material de massa
e a temperatura
, é posta em contato com outra quantidade do mesmo material, a uma temperatura
e possuindo massa
. Obtenha uma expressão para o cálculo da temperatura final de equilíbrio em função destes dados.
Passo 1
O enunciado diz que temos duas porções do mesmo material, com massas
e
, e temperaturas iniciais
e
. O calor específico
é constante. Para encontrar a temperatura de equilíbrio
, vamos usar o conceito de calor sensível, que diz que o calor trocado por uma massa
ao variar de temperatura é
Passo 2
Cada porção troca calor até atingir
. Chamando de
o calor trocado pela massa
e de
o calor trocado pela massa
, temos
Como não há troca de calor com o ambiente, a soma dos calores trocados é zero:
Passo 3
Somando as expressões e simplificando: