Um tanque rígido e estanque com volume de 50 L contém 500 g de água a . O tanque é então colocado em um ambiente com temperatura de por tempo suficiente para alcançar equilíbrio térmico com o ambiente. Calcular o calor transferido durante o processo. (R.: )
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um tanque rígido de 50 litros que contém 500 gramas de água a 65°C. Esse tanque é colocado em um ambiente com temperatura de 125°C até que a temperatura dentro do tanque iguale a do ambiente. Nosso objetivo aqui é calcular o calor que foi transferido nesse processo. Para resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, principalmente o cálculo de calor transferido usando a capacidade térmica específica da água.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que quando a água no tanque é aquecida, ela absorve calor do ambiente até atingir a mesma temperatura de 125°C. A quantidade de calor transferido pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
é o calor transferido,
é a massa da água,
é a capacidade térmica específica da água,
é a variação de temperatura.
Passo 3
Vamos identificar cada um desses valores:
Massa da água, . Mas é melhor trabalhar em quilogramas, então .
Capacidade térmica específica da água, .
Variação de temperatura, .
Passo 4
Agora, substituímos esses valores na fórmula:
Passo 5
Fazendo a multiplicação:
Resposta
O calor transferido durante o processo foi de aproximadamente 125,58 kJ.