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Física

Colégio Objetivo
Um recipiente de paredes adiabáticas e de volume constante contém duas amostras de água pura separadas por uma parede também adiabática e de volume desprezível. Uma das amostras consiste em 54 g de água a 25 °C e, a outra, em 126 g a 75 °C. Considere que a parede que separa as amostras é retirada e que as amostras de água se misturam até atingir o equilíbrio. Sobre esse processo são feitas as seguintes afirmacoes: I. A temperatura da mistura no equilíbrio é de 323 K. II. A variação de entalpia no processo é nula. III. A variação de energia interna no processo é nula. IV. A variação de entropia no processo é nula. Assinale a opção que apresenta a(s) afirmação(ões) correta(s) sobre a mistura das amostras de água.

a) Apenas I.
b) Apenas I e II.
c) Apenas II e III.
d) Apenas III e IV.
e) Apenas IV.
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Estudando com Questões

há 2 anos

Respostas

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há 2 anos

Vamos analisar cada uma das afirmações: I. A temperatura da mistura no equilíbrio é de 323 K. Para calcular a temperatura de equilíbrio, usamos a fórmula da conservação de energia. A temperatura final \( T_f \) pode ser calculada pela média ponderada das massas e temperaturas: \[ m_1 \cdot c \cdot (T_f - T_1) + m_2 \cdot c \cdot (T_f - T_2) = 0 \] Substituindo os valores: \[ 54 \cdot (T_f - 25) + 126 \cdot (T_f - 75) = 0 \] Resolvendo essa equação, encontramos que \( T_f \) é aproximadamente 60 °C, que é 333 K. Portanto, a afirmação I é falsa. II. A variação de entalpia no processo é nula. Em um sistema adiabático e de volume constante, a variação de entalpia não é necessariamente nula, pois a entalpia depende da temperatura e da pressão. Portanto, a afirmação II é falsa. III. A variação de energia interna no processo é nula. Em um sistema isolado, a energia interna total se conserva, mas a variação de energia interna não é nula, pois as temperaturas das amostras mudam. Portanto, a afirmação III é falsa. IV. A variação de entropia no processo é nula. A entropia total do sistema aumenta quando duas amostras de diferentes temperaturas se misturam, pois há uma dispersão de energia. Portanto, a afirmação IV é falsa. Com base nas análises, todas as afirmações estão incorretas. Assim, não há uma alternativa correta entre as opções apresentadas. Se precisar de mais ajuda, é só avisar!

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