Um corpo de 450 g e calor específico sensível de
, a uma temperatura de
, é colocado em contato térmico com outro corpo de 250 g e calor específico sensível de
, a uma temperatura de
. Qual a temperatura final, uma vez estabelecido o equilíbrio térmico entre os dois corpos? ( 1,0 ponto)
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos dois corpos com massas e calores específicos diferentes, cada um em uma temperatura inicial distinta. Quando colocamos eles em contato térmico, eles trocam calor até atingirem uma temperatura comum, ou seja, o equilíbrio térmico. Nosso objetivo aqui é descobrir qual será essa temperatura final. Para resolver isso, vamos usar a ideia de conservação de energia, onde o calor perdido por um corpo é igual ao calor ganho pelo outro.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
-
Corpo 1:
- Massa (
) = 450 g - Calor específico (
) = - Temperatura inicial (
) =
- Massa (
-
Corpo 2:
- Massa (
) = 250 g - Calor específico (
) = - Temperatura inicial (
) =
- Massa (
Vamos chamar a temperatura final de
.
Passo 3
A ideia é que o calor que o corpo mais quente perde vai ser igual ao calor que o corpo mais frio ganha. Usamos a fórmula do calor sensível:
Onde:
-
é o calor transferido, -
é a massa, -
é o calor específico, -
é a variação de temperatura.
Passo 4
Vamos montar a equação considerando que o calor perdido pelo corpo 2 é igual ao calor ganho pelo corpo 1:
Substituindo os valores:
Passo 5
Vamos simplificar a equação:
Distribuindo os termos:
Passo 6
Agora, vamos juntar os termos com
de um lado e os números do outro:
Passo 7
Finalmente, isolamos
dividindo ambos os lados por 115:
Resposta
A temperatura final de equilíbrio térmico entre os dois corpos é aproximadamente
.