Questão 4016
FUVEST 1997
(Fuvest 1997) Dois recipientes de material termicamente isolante contêm cada um 10 g de água a 0 oC. Deseja-se aquecer até uma mesma temperatura os conteúdos dos dois recipientes, mas sem misturá-los. Para isso é usado um bloco de 100 g de uma liga metálica inicialmente à temperatura de 90 oC. O bloco é imerso durante um certo tempo num dos recipientes e depois transferido para o outro, nele permanecendo até ser atingido o equilíbrio térmico. O calor específico da água é dez vezes maior que o da liga. A temperatura do bloco, por ocasião da transferência, deve então ser igual a
10 oC.
20 oC.
40 oC.
60 oC.
80 oC.
Gabarito:
60 oC.
Resolução:
Para o primeiro recipiente:
;
T é a temperatura final da água nos dois recipientes, e T' é a temperatura da liga na hora da transferência do recipiente 1 para o recipiente 2.
Na expressão acima, ao substituir os dados, encontramos
.
Para o recipiente 2 passamos a liga que já entrará com a temperatura T', e o bloco continua cedendo calor até entrar em equilíbrio térmico.
Portanto, podemos escrever:
Ao substituir os dados, obtemos:
Ao substituir na expressão obtida da análise do que houve no recipiente 1: