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Question

Uma barra metalica, que esta sendo trabalhada por um ferreiro, tem massa M = 2,0kg e esta a uma temperatura Ti. O calor especifico do metal eh Cm = 0,10cal/g°C. Suponha que o ferreiro mergulhe a barra em um balde contendo 10 litros de agua a 20°C. A temperatura da agua no balde sobe 10°C com relacao a sua temperatura inicial ao chegar ao equilibrio. Calcule a temperatura incial Ti da barra metalica.

(Dado: C agua = 1,0cal/g°C e D agua = 1,0Kg/l)

a) 500°C

b) 220°C

c) 200°C

d) 730°C

e) 530°C

Eder S. · Accepted Answer

Dados:

METAL

M = 2.0 Kg (Temperatura Inicial = Ti)

cm = 0.10 cal/g°C

ÁGUA DO BALDE

V = 10l

deltaT = 10 °C

c_água = 1.0 cal/g°C

D_água = 1.0 Kg/l

Desse modo:

D_água = m_água/V => m_água = D_água * V = 1 * 10 = 10 Kg (massa de água)

Q_água = m_água * c_água * deltaT = 10000 * 1 * 10 = 100.000 cal (ganho de energia)

A barra metálica gasta a mesma quantidade de energia para atingir o equilíbrio. Assim:

Q_barra = M * cm * (T_final - T_inicial) => T_inical = T_final - Q_barra/(M * cm) = 30° - (-100.000)/(2000 * 0.10) = 30° + 500° = 530°

ALTERNATIVA e)

João G. · Answer

Olá Luis, bom dia! Tudo bem? Vamos pensar nessa questão juntos...

Primeiro, atente-se aos dados:

m=2,0kg

Cm=0,10cal/gºC

C agua = 1,0cal/g°C

D agua = 1,0Kg/l

V= 10L.

Agora, note que, para elevar 10 L de água em 10ºC, como descrito no enunciado, precisamos de:

Q = m*c*?T

Q = 100000 cal

Daí, vamos utilizar o valor de calor encontrado para calcular a temperatura inicial da barra metálica:
-Q=m*cm*?T

-100000=2*0,1*(30-ti) -----> Note que a tf=30º C pois o balde de água que estava a 20ºC sofreu acrescimo de temperatura de 10ºC.

ti = 530ºC (alternativa E)

Espero ter contribuído com a resolução dessa questão!
Qualquer sugestão é bem-vinda!

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