Um calorímetro com capacidade térmica de 5,5 cal\/ºC, inicialmente a uma temperatura de 18,5 ºC, é utilizado como meio de troca de calor entre dois materiais: - Um metal, com massa 275 g e c = 0,15 cal\/gºC, a uma temperatura de 300 ºC; - 100 g de água, a uma temperatura de 3 ºC. Calcule a temperatura de equilíbrio que será atingida nesse sistema e assinale a alternativa que corresponde ao resultado desse cálculo. Alternativas Alternativa 1: 75,0 ºC. Alternativa 2: 87,1 ºC. Alternativa 3: 97,5 ºC. Alternativa 4: 135,5 ºC. Alternativa 5: 259,3 ºC.
Queremos encontrar a temperatura final \(T_f\) dos corpos, sabendo que \(Q+Q_m+Q_a=0\) e que o calor específico da água é \(c_a=1\;cal/g°C\).
Temos então
\[C\cdot(T_f-T_0)+m_m\cdot c_m\cdot(T_f-T_m)+m_a\cdot c_a\cdot(T_f-T_a)=0\]
\[5,5\cdot(T_f-18,5)+275\cdot 0,15\cdot(T_f-300)+100\cdot 1\cdot(T_f-3)=0\]
Realizando esses cálculos encontramos \(146,75T_f-12776,75=0\) e \(\boxed{T_f=87,1°C}\).
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