Você coloca 330 mL de água com temperatura de
em um copo de isopor e adiciona 250 mL de água com temperatura de
no mesmo copo. Supondo que não ocorre troca de calor com o ar ambiente;
Qual é a temperatura final do sistema?
Qual é a temperatura final do sistema?
Passo 1
O enunciado diz que a gente mistura dois volumes de água em um copo de isopor: 330 mL a 30,0 °C e 250 mL a 20,0 °C, sem perder calor pro ambiente. O conteúdo da matéria é calorimetria (troca de calor) e o que vamos precisar é:
- Assumir densidade da água de 1 g/mL (logo 1 mL = 1 g).
- Calor específico da água
. - Princípio da conservação de energia (o calor perdido por um corpo é igual ao ganho pelo outro).
Passo 2
Converter volume em massa.
Como a densidade da água é 1 g/mL, temos:
Como a densidade da água é 1 g/mL, temos:
Passo 3
Escrever o balanço de calor.
O calor cedido pela água mais quente (1) deve ser igual ao calor absorvido pela mais fria (2).
A fórmula do calor é .
Para o conjunto:
O calor cedido pela água mais quente (1) deve ser igual ao calor absorvido pela mais fria (2).
A fórmula do calor é
Para o conjunto:
ou seja
Passo 4
Isolar
e calcular.
- Fator comum
pode ser cancelado:
2) Distributiva:
- Agrupar termos em
:
4) Substituir valores:
5) Finalmente:
Resposta
A temperatura final do sistema é aproximadamente
.