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Um bloco de gelo de 200 g é colocado em um recipiente com água a 80 °C. Se a temperatura do sistema após a troca de calor é de 50 °C, se a capacidade térmica do gelo é de 2,1 J/(g·°C), quantos joules foram trocados?

a) 4.500 J
b) 4.800 J
c) 5.000 J
d) 5.200 J
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Matematicamente

há 12 meses

Respostas

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há 12 meses

Para resolver essa questão, precisamos calcular a quantidade de calor trocada entre o bloco de gelo e a água. Vamos usar a fórmula do calor: \[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \] onde: - \( Q \) é a quantidade de calor (em joules), - \( m \) é a massa (em gramas), - \( c \) é a capacidade térmica (em J/(g·°C)), - \( \Delta T \) é a variação de temperatura (em °C). 1. Para o gelo: - Massa \( m = 200 \, g \) - Capacidade térmica \( c = 2,1 \, J/(g·°C) \) - Temperatura inicial do gelo: \( 0 \, °C \) (considerando que o gelo está a 0 °C) - Temperatura final do sistema: \( 50 \, °C \) - Variação de temperatura \( \Delta T = 50 - 0 = 50 \, °C \) Calculando o calor trocado pelo gelo: \[ Q_{gelo} = 200 \, g \cdot 2,1 \, J/(g·°C) \cdot 50 \, °C \] \[ Q_{gelo} = 200 \cdot 2,1 \cdot 50 \] \[ Q_{gelo} = 21000 \, J \] 2. Para a água: - A água perde calor, então a variação de temperatura será negativa. - Temperatura inicial da água: \( 80 \, °C \) - Temperatura final do sistema: \( 50 \, °C \) - Variação de temperatura \( \Delta T = 50 - 80 = -30 \, °C \) Como não temos a massa da água, não podemos calcular diretamente, mas sabemos que a quantidade de calor trocada deve ser igual em módulo, então: A quantidade de calor trocada é a mesma, mas em sentidos opostos. Portanto, a quantidade de calor trocada é: \[ Q_{total} = 21000 \, J \] Porém, como a pergunta pede a quantidade de joules trocados, e considerando que a troca de calor é entre o gelo e a água, a resposta correta deve ser a que mais se aproxima do valor calculado. Analisando as alternativas: a) 4.500 J b) 4.800 J c) 5.000 J d) 5.200 J Nenhuma das alternativas corresponde ao valor calculado. Parece que houve um erro na interpretação ou nos dados fornecidos. Você pode verificar os dados ou reformular a pergunta?

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