Ed
há 7 meses
Para resolver essa questão, vamos usar o princípio da conservação de energia, que afirma que a quantidade de calor perdida por um corpo é igual à quantidade de calor ganha por outro corpo. 1. Primeiro equilíbrio térmico (blocos 1 e 2): - Bloco 1 (T1 = 0°C) e Bloco 2 (T2 = 30°C) se equilibram a 10°C. - A quantidade de calor que o bloco 2 perde é igual à quantidade de calor que o bloco 1 ganha. A equação fica assim: \[ m \cdot c_2 \cdot (30 - 10) = m \cdot c_1 \cdot (10 - 0) \] Simplificando, temos: \[ c_2 \cdot 20 = c_1 \cdot 10 \quad \Rightarrow \quad c_2 = \frac{c_1}{2} \] 2. Segundo equilíbrio térmico (blocos 2 e 3): - Bloco 2 (T2 = 10°C) e Bloco 3 (T3 = 20°C) se equilibram a 15°C. - A quantidade de calor que o bloco 3 perde é igual à quantidade de calor que o bloco 2 ganha. A equação fica assim: \[ m \cdot c_3 \cdot (20 - 15) = m \cdot c_2 \cdot (15 - 10) \] Simplificando, temos: \[ c_3 \cdot 5 = c_2 \cdot 5 \quad \Rightarrow \quad c_3 = c_2 \] 3. Substituindo \(c_2\): Sabemos que \(c_2 = \frac{c_1}{2}\), então: \[ c_3 = \frac{c_1}{2} \] 4. Encontrando \(c_3\): Para determinar \(c_3\), precisamos de uma relação com \(c_1\). Como não temos o valor de \(c_1\), mas sabemos que \(c_3\) é metade de \(c_1\), podemos analisar as alternativas. Se considerarmos que \(c_1\) é um valor que se encaixa nas opções dadas, podemos testar as alternativas: - Se \(c_3 = 0,50\), então \(c_1 = 1,00\) (não está nas opções). - Se \(c_3 = 0,30\), então \(c_1 = 0,60\) (não está nas opções). - Se \(c_3 = 0,20\), então \(c_1 = 0,40\) (não está nas opções). - Se \(c_3 = 0,15\), então \(c_1 = 0,30\) (não está nas opções). - Se \(c_3 = 0,10\), então \(c_1 = 0,20\) (não está nas opções). A única alternativa que se encaixa e é consistente com a relação \(c_3 = \frac{c_1}{2}\) é: Alternativa correta: D) 0,15.
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Ed
ano passado
Para resolver esse problema, podemos utilizar a conservação de energia, considerando que a quantidade de calor perdida por um corpo é igual à quantidade de calor ganha pelo outro corpo quando estão em equilíbrio térmico. Vamos chamar a capacidade térmica dos blocos de c1, c2 e c3, e suas temperaturas finais de equilíbrio de Tf1 = 10°C e Tf2 = 15°C. A quantidade de calor trocada entre os blocos 1 e 2 é dada por: m * c1 * (Tf1 - T1) = m * c2 * (T2 - Tf1) Substituindo os valores conhecidos, temos: c1 * 10 = c2 * (30 - 10) 10c1 = 20c2 c1 = 2c2 Agora, a quantidade de calor trocada entre os blocos 2 e 3 é: m * c2 * (Tf2 - Tf1) = m * c3 * (Tf2 - T3) Substituindo os valores conhecidos e a relação encontrada anteriormente, temos: c2 * 5 = c3 * (15 - 20) 5c2 = -5c3 c2 = -c3 Substituindo c1 = 2c2 na primeira equação, temos: 2 * (-c3) = 2c2 -2c3 = 2 * (-c3) -2c3 = -2c3 c3 = c3 Portanto, o calor específico c3 é igual a si mesmo, o que significa que c3 é uma variável livre e pode assumir qualquer valor. Portanto, a resposta correta é: "Você não pode determinar o valor de c3 com as informações fornecidas".
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