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Misturam-se uma massa m de água a 20°C com a massa de 0,5kg de água a 80°C. A temperatura de equilíbrio ocorre a 30°C. Qual a massa m necessária para obter esse equilíbrio?

Me ajudem por favor,

Sagot :

Realizando os cálculos, podemos afirmar que a massa necessária para o obter o equilíbrio é igual a 0,1kg.

Calor sensível

É o tipo de calor que provoca alteração na temperatura de um corpo.

Para calcularmos a quantidade de calor sensível trocada por um corpo, aplicamos a seguinte fórmula:

[tex]\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q=m~.~c~.~\Delta T}$}}[/tex]

Em que:

[tex]\displaystyle\text{$\mathsf{Q=quantidade~de~calor}$}\\\displaystyle\text{$\mathsf{m=massa~do~corpo}$}\\\displaystyle\text{$\mathsf{c=calor~especifico}$}\\\displaystyle\text{$\mathsf{\Delta T=variacao~de~temperatura~(temperatura~final-~inicial)}$}[/tex]

Resolução do exercício

Em um sistema isolado, a soma da quantidade de calor trocada entre dois ou mais corpos deve ser igual a 0, ou seja:

[tex]\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q_{1}+Q_{2}+...+Q_{n}=0}$}}[/tex]

Em que Q representa a quantidade de calor trocada.

Com esta relação, podemos resolver o exercício.

  • Obs.: como a substância é a mesma, o calor especifico também será o mesmo.

[tex]\large\displaystyle\text{$\mathsf{Q_{1}+Q_{2}=0}$}\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{\underbrace{m~.~c~.~\Delta T}_{corpo~1}+\underbrace{m~.~c~.~\Delta T}_{corpo~2}=0}$}\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{0,5~.~\backslash\!\!\!c~.~(30-20)+ m~.~\backslash\!\!\!c~.~(30-80)=0}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{0,5~.~10+m~.~(-50)=0}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{5-50m=0}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{5=50m}$}\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{m=\dfrac{5}{50}}$}[/tex]

[tex]\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{m=0,1kg}$}}[/tex]

A massa m necessário para obter o equilíbrio deverá ser igual a 0,1kg.

⭐ Espero ter ajudado! ⭐

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