Em um recipiente de capacidade térmica desprezível, são misturados 100 g de água a
com 100 g de água a
. Qual a temperatura final da mistura?
Passo 1
Beleza, olha só o que a questão tá pedindo: a gente tem 100 g de água a 80 °C e 100 g de água a 40 °C, misturadas num recipiente que não “come” nem “solta” calor (capacidade térmica desprezível). Queremos descobrir qual será a temperatura de equilíbrio dessa mistura.
Conteúdo: calorimetria (conservação de energia térmica).
O que vamos precisar:
Conteúdo: calorimetria (conservação de energia térmica).
O que vamos precisar:
- Saber que calor trocado por um corpo é dado por
, onde
–é a massa (em gramas),
–é o calor específico da água (aprox. ),
–. - Entender que, sem perdas, o calor perdido por quem está mais quente é igual ao calor ganho por quem está mais frio.
Passo 2
Definindo os calores:
– Água quente (80 °C → ) perde calor:
– Água quente (80 °C →
Note que
– Água fria (40 °C →
Aqui
, então
sai positivo, indicando ganho.
Passo 3
Pelo princípio da conservação de energia térmica (sem trocas com o ambiente):
Substituindo
Passo 4
Agora é aritmética:
100 − 8000 + 100
− 4000 = 0
200 − 12000 = 0
200 = 12000
100
200
200
Resposta
A temperatura final da mistura é 60 °C.