Uma garrafa isolada de 1,00 L está cheia de chá a 90,0 °C. Você se serve de uma xícara de chá e imediatamente coloca a tampa de volta na garrafa. Faça uma estimativa da ordem de magnitude da mudança na temperatura do chá restante na garrafa que resulta da admissão de ar à temperatura ambiente. Apresente as grandezas usadas, como dados e os valores medidos ou estimados para elas.
Passo 1
Vem comigooooo... que no caminho eu explicooo!!
Já vamos começar com uma pequena Observação: Você pode utilizar os dados na Tabela 17.3 sobre gases específicos. Aqui, definimos um “gás ideal monoatômico” como tendo calores específicos molares , e um “gás ideal diatômico” como .
Tabela 17.3 Calor especifico molar de vários gases
Passo 2
Nessa questão, vamos considerar que sobraram de chá a 90°C misturados com de um gás ideal a 20°C na garrafa.
Logo, temos:
Ou seja,
Partindo disso, sabemos que a temperatura final da mistura será de aproximadamente 90,0°C.
Passo 3
Podemos observar que o calor específico molar do ar é de . Então, o calor específico por grama é:
Passo 4
Partindo disso, sabemos que a variação de temperatura é de :
Resposta
Portanto, a mudança na temperatura está entre