Questão 4014

FUVEST 1999

Física

(Fuvest 1999) No gráfico, a curva I representa o resfriamento de um bloco de metal a partir de 180 ^oC e a curva II, o aquecimento de uma certa quantidade de um líquido a partir de 0 ^oC, ambos em função do calor cedido ou recebido no processo. Se colocarmos num recipiente termicamente isolante a mesma quantidade daquele líquido a 20 ^oC e o bloco a 100 ^oC, a temperatura de equilíbrio do sistema (líquido+bloco) será de aproximadamente

25 ^oC.

30 ^oC.

40 ^oC.

45 ^oC.

60 ^oC.

Gabarito:

40 ^oC.

Resolução:

Primeiramente iremos calcular a capacidade calorífica de cada material. Para o material I temos:

$C_I=frac{Q}{Delta T}=frac{1}{tan heta _I}=frac{1}{20}kJ/^circ C$

Para o material II, temos:

$C_{II}=frac{Q}{Delta T}=frac{1}{tan heta_{II}}=frac{3}{20}kJ/^circ C$

Agora basta usarmos a equação de troca de calor, ou conservação de energia:

$sum Q=0$

$Q_I+Q_{II}=0$

$C_I(T-100)+C_{II}(T-20)=frac{1}{20}(T-100)+frac{3}{20}(T-20)=0$

$(T-100)+3(T-20)=0$

$T = 40 ^{circ}C$

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