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Termodinâmica

Colégio Objetivo
Um bloco de 400 g de cobre a 100 °C é colocado em 600 g de água a 25 °C. Qual será a temperatura final do sistema? (Calor específico do cobre = 0,39 J/g°C)

A) 28 °C
B) 30 °C
C) 32 °C
D) 34 °C
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Estudando com Questões

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 cobre será igual ao calor ganho pela água. Vamos usar a fórmula do calor: \[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \] 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 do problema: - Massa do cobre (\( m_c \)) = 400 g - Calor específico do cobre (\( c_c \)) = 0,39 J/g°C - Temperatura inicial do cobre (\( T_{c_i} \)) = 100 °C - Massa da água (\( m_a \)) = 600 g - Calor específico da água (\( c_a \)) = 4,18 J/g°C - Temperatura inicial da água (\( T_{a_i} \)) = 25 °C 2. Temperatura final do sistema (\( T_f \)): - O calor perdido pelo cobre é igual ao calor ganho pela água: \[ m_c \cdot c_c \cdot (T_{c_i} - T_f) = m_a \cdot c_a \cdot (T_f - T_{a_i}) \] 3. Substituindo os valores: \[ 400 \cdot 0,39 \cdot (100 - T_f) = 600 \cdot 4,18 \cdot (T_f - 25) \] 4. Resolvendo a equação: - \( 156 \cdot (100 - T_f) = 2508 \cdot (T_f - 25) \) - \( 15600 - 156T_f = 2508T_f - 62700 \) - \( 15600 + 62700 = 2508T_f + 156T_f \) - \( 78300 = 2664T_f \) - \( T_f = \frac{78300}{2664} \approx 29,4 °C \) A temperatura final do sistema é aproximadamente 29,4 °C. Portanto, a alternativa mais próxima é: B) 30 °C.

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b) 5 °C
c) 10 °C
d) 15 °C

86. Um bloco de gelo de 100 g a 0 °C é colocado em 200 g de água a 20 °C. Qual será a temperatura final do sistema?

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