Considere três esferas metálicas A, B e C de capacidades térmicas C A = C ; C B = 2 C ; C C = 3 C e inicialmente com temperaturas T A = T 0 ;   T B = 2 T 0 ;   T C = 3 T 0 . A esfera A é posta em contato primeiramente com a esfera B até que se atinja o equilíbrio térmico. Após, a esfera A é afastada da esfera B e posta em contato com a esfera C até que se atinja novamente o equilíbrio térmico. Ao final desses procedimentos a temperatura da esfera A será:

(a) 3 T 0

(b) 2,5 T 0

(c) 14 12 T 0

(d) 8 3 T 0

Passo 1

Beleza! vamos lá. Considerando que nenhum calor é perdido para o sistema durante essas etapas, temos que a quantidade de calor inicial deve ser igual a final.

Na primeira etapa, quando a A e a B entram em contato.

Antes, cada uma tinham Q A = C A T A e Q B = C B T B e no fim, ambas terminam com a mesma temperatura de equilíbrio T e q

Q A + Q B = Q A ' + Q B '

C A T A + C B T B = C A T e q + C B T e q

T e q = C A T A + C B T B C A + C B

Substituindo os dados do enunciado:

T e q = C T 0 + 4 C T 0 3 C

T e q = 5 T 0 3

Show! Essa então vai ser a temperatura inicial do A na segunda etapa.

Passo 2

Agora, o A fica em contato com o C até atingirem a temperatura de equilíbrio T e q '

Q A + Q C = Q A ' + Q C '

C A T e q + C C T C = C A T ' e q + C C T ' e q

T ' e q = C A T e q + C C T C C A + C C

Substituindo os dados:

T ' e q = C 5 T 0 3 + 9 C T 0 C + 3 C

T ' e q = 8 T 0 3

Prontinho!

Resposta

Letra d)

Exercícios de Livros Relacionados

O álcool etílico tem um ponto de ebulição de 78 ° C , um ponto de congelamento de - 114 ° C , um calor de vaporização de 879 k J / k g , um calor de fusão de 109 k J / k g , e um calor específico de 2
Que massa de vapor a 100 ° C deve ser misturada a 150 g de gelo no ponto de fusão, em um recipiente isolado termicamente, para produzir água a 50 ° C .
Que massa de manteiga, que possui um valor calórico de 6,00 C a l / g( 6000 c a l / g ) , equivale à variação d energia potencial gravitacional de um homem de 73 k g que sobe do nível do mar para o al
Uma substância tem massa de 5 0 , 0 g / m o l . Quando 314 J são adicionados na forma de calor a uma amostra de 30 g da substância, a temperatura sobe de 25 ° C para 45 ° C . a Qual é o calor específi
Um termômetro com 0,0550k g de massa e um calor específico de 0,837 k J K g . K indica 15,0° C . O termômetro é totalmente imerso em 0,300k g de água por tempo suficiente para ficar à mesma temperatur