Conforme ilustrado na Fig. P3.89, um sistema consiste em um tanque de cobre com massa de 13 kg, 4 kg de água líquida e uma resistência elétrica de massa desprezível. O sistema possui sua superfície externa isolada. Inicialmente a temperatura do cobre é 27°C e a temperatura da água é 50°C. A resistência elétrica transfere 100 kJ de energia para o sistema. Finalmente, o sistema atinge o equilíbrio. Determine a temperatura final de equilíbrio, em °C?

Escrevendo a equação de balanço de energia com algumas premissas

• Não há transferência de calor para o sistema, já que o tanque é isolado ()
• Efeitos de energia cinética e potencial podem ser ignorados
• O trabalho feito pelo sistema é considerado positivo

Então ficamos com a seguinte equação

Ambas as substâncias são modeladas como fluidos incompressíveis. A equação para energia interna é dada por

Substituindo a expressão para a mudança na energia interna na equação para o trabalho

Da Tabela A-19 conseguimos as propriedades de sólidos e líquidos

Resolvendo a equação obtida no Passo 3 para a temperatura final