(
pontos): Se
de chumbo derretido a
são vertidos em um molde de ferro de
de massa, inicialmente a
, qual é a temperatura final do sistema. Considere que não ocorre perda de calor para o ambiente.
;
Passo 1
O enunciado é um problema de calorimetria com mudança de fase. Estamos jogando
de chumbo fundido à temperatura de fusão
num molde de ferro de
a
, sem perda de calor. Precisamos achar a temperatura final
do sistema usando a conservação de energia: o calor perdido pelo chumbo (solidificação
resfriamento) é igual ao calor ganho pelo ferro (aquecimento).
Passo 2
Checamos se
. Se for, o chumbo se solidifica completamente e depois esfria de
até
. Vamos assumir isso e depois verificar.
Passo 3
Calor perdido pelo chumbo é soma de:
Calor ganho pelo ferro é
Passo 4
Pela conservação de energia,
Substituindo
,
,
,
,
:
Passo 5
Calculemos cada termo:
Esquerda:
Esquerda:
Direita:
Igualando:
Passo 6
Verificamos que
, logo o chumbo realmente solidifica todo e nossa hipótese está correta.
Resposta
A temperatura final do sistema é aproximadamente
.