Quando misturamos 1,0 kg de água (calor específico =(cH2 O=1 cal / g^circ C)) a 70^circ C com 2,0 kg de água a 10^circ C, obtemos 3,0 kg de água a que temperatura? RESP: 30^circ C. Solulção Q1+Q2=0. RESP: 30^circ C

Passo 1

Beleza, o problema é de calorimetria: a gente vai misturar 1,0 kg de água a 70 °C com 2,0 kg de água a 10 °C e quer saber em que temperatura final (Tf) essa mistura vai ficar. O assunto é “conservação de energia térmica” e vamos usar a fórmula do calor trocado, que é
Q = m,c,De
onde
- é a massa,
- é o calor específico,
- é a variação de temperatura ( ).

Passo 2

Primeiro, vamos anotar os dados e converter pra gramas (já que ):
  • Massa 1: ,
  • Massa 2: ,
  • Calor específico:

Passo 3

Teoria da conservação de energia térmica diz que o calor perdido pela parte mais quente é igual ao calor ganho pela parte mais fria, ou seja:
Q1 + Q2 = 0,
Aqui é o calor trocado pela água a 70 °C (vai perder calor, tende a dar ) e pela água a 10 °C (vai ganhar calor, ).

Passo 4

Escrevendo cada Q1 = m1,c,(Tf - T1) = 1000 times 1times (Tf - 70), com Q2 = m2,c,(Tf - T2) = 2000 times 1times (Tf - 10):
1000,(Tf - 70) + 2000,(Tf - 10) = 0

A condição vira:

Passo 5

Agora é só resolver pra :
1000 – 70 000 + 2000 – 20 000 = 0
⇔ 3000 – 90 000 = 0
.

Resposta

A temperatura final da mistura é 30 °C.

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