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Um bloco de metal de 500 g a 80 °C é colocado em 1 kg de água a 25 °C. Qual será a temperatura final da mistura? (Dados: calor específico do metal = 0,5 J/g°C)

A) 30 °C
B) 35 °C
C) 40 °C
D) 45 °C
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Aprendendo com Desafios

há 11 meses

Respostas

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há 11 meses

Para resolver essa questão, podemos usar o princípio da conservação de energia, que afirma que o calor perdido pelo bloco de metal será igual ao calor ganho pela água. Vamos usar a fórmula: \[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \] Onde: - \( Q \) é o calor (em Joules), - \( m \) é a massa (em gramas), - \( c \) é o calor específico (em J/g°C), - \( \Delta T \) é a variação de temperatura (em °C). 1. Dados: - Massa do metal (\( m_m \)) = 500 g - Calor específico do metal (\( c_m \)) = 0,5 J/g°C - Temperatura inicial do metal (\( T_{m_i} \)) = 80 °C - Massa da água (\( m_a \)) = 1000 g - Calor específico da água (\( c_a \)) = 4,18 J/g°C - Temperatura inicial da água (\( T_{a_i} \)) = 25 °C 2. Temperatura final da mistura (\( T_f \)): - O calor perdido pelo metal é igual ao calor ganho pela água: \[ m_m \cdot c_m \cdot (T_{m_i} - T_f) = m_a \cdot c_a \cdot (T_f - T_{a_i}) \] 3. Substituindo os valores: \[ 500 \cdot 0,5 \cdot (80 - T_f) = 1000 \cdot 4,18 \cdot (T_f - 25) \] \[ 250 \cdot (80 - T_f) = 4180 \cdot (T_f - 25) \] 4. Resolvendo a equação: \[ 20000 - 250T_f = 4180T_f - 104500 \] \[ 20000 + 104500 = 4180T_f + 250T_f \] \[ 124500 = 4430T_f \] \[ T_f = \frac{124500}{4430} \approx 28,1 °C \] 5. Analisando as alternativas: - A) 30 °C - B) 35 °C - C) 40 °C - D) 45 °C A temperatura final calculada (aproximadamente 28,1 °C) está mais próxima de 30 °C. Portanto, a resposta correta é: A) 30 °C.

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