Que massa de água a
deve poder atingir equilibrio térmico com um cubo de alumínio de
inicialmente a
para baixar a temperatura do aluminio para
? Suponha que a água transformada em vapor condense subsequentemente.
Passo 1
O enunciado quer saber qual massa de água a
é necessária para, ao se colocar um cubo de alumínio de massa
e temperatura inicial
, chegar a equilíbrio térmico em
. O calor específico do alumínio é
e o da água é
. Como diz para supor que qualquer vapor formado condense depois, não há perda líquida de calor por vaporização, ou seja, todo calor cedido pelo alumínio aquece a água (só efeito sensível).
Passo 2
Calor perdido pelo alumínio ao resfriar de
a
:
Passo 3
Calculando
:
Passo 4
Calor absorvido pela água ao se aquecer de
a
:
Passo 5
Em equilíbrio térmico, todo calor perdido pelo alumínio é ganho pela água:
Resposta
A massa de água necessária é aproximadamente
.