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Um bloco de alumínio de 250 g a 200 °C é colocado em 500 g de água a 20 °C. Qual será a temperatura de equilíbrio? (Calor específico do alumínio = 0,9 J/g°C).

a) 25 °C
b) 30 °C
c) 35 °C
d) 40 °C
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Aprendendo com Desafios

há 10 meses

Respostas

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há 10 meses

Para resolver essa questão, utilizamos o princípio da conservação de energia, onde o calor perdido pelo alumínio é igual ao calor ganho pela água. 1. Dados: - Massa do alumínio (m₁) = 250 g - Calor específico do alumínio (c₁) = 0,9 J/g°C - Temperatura inicial do alumínio (T₁) = 200 °C - Massa da água (m₂) = 500 g - Calor específico da água (c₂) = 4,18 J/g°C - Temperatura inicial da água (T₂) = 20 °C 2. Fórmula do calor: - Calor perdido pelo alumínio: \( Q_{al} = m₁ \cdot c₁ \cdot (T_{f} - T₁) \) - Calor ganho pela água: \( Q_{água} = m₂ \cdot c₂ \cdot (T_{f} - T₂) \) 3. Igualando os calores: \[ m₁ \cdot c₁ \cdot (T_{f} - T₁) + m₂ \cdot c₂ \cdot (T_{f} - T₂) = 0 \] 4. Substituindo os valores: \[ 250 \cdot 0,9 \cdot (T_{f} - 200) + 500 \cdot 4,18 \cdot (T_{f} - 20) = 0 \] 5. Resolvendo a equação: \[ 225(T_{f} - 200) + 2090(T_{f} - 20) = 0 \] \[ 225T_{f} - 45000 + 2090T_{f} - 41800 = 0 \] \[ 2315T_{f} - 86800 = 0 \] \[ T_{f} = \frac{86800}{2315} \approx 37,5 °C \] 6. Analisando as alternativas: - a) 25 °C - b) 30 °C - c) 35 °C - d) 40 °C A temperatura de equilíbrio calculada (37,5 °C) não está exatamente nas opções, mas a mais próxima é a d) 40 °C. Portanto, a resposta correta é d) 40 °C.

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