Leia o caso a seguir.Em um dia frio, J. decide preparar um c...
Leia o caso a seguir.
Em um dia frio, J. decide preparar um café quente para se aquecer. Utilizando um método tradicional, J. aquece água em um fogão até ferver (100 °C) e, em seguida, a despeja em uma caneca contendo café moído. A mistura de água quente e café resulta em uma bebida com temperatura final específica.
Informações adicionais:
• Massa da água: 100 g;
• Temperatura inicial da água: 100 °C;
• Massa do café moído: 50 g;
• Temperatura inicial do café moído: 25 °C;
• Calor específico da água: 4 J/g·°C;
• Calor específico do café moído: 2 J/g·°C;
• Assume-se que não há perda de calor para o ambiente durante o processo de mistura.
Com base nos conceitos de termoquímica e nos princípios
da conservação da energia, qual é a temperatura final da
mistura de café?
Comentários
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Conservação de energia: q(água) = q(café)
Porém a água vai perder calor (q<0) e o café vai ganhar calor (q>0)
q= mcdT
q(água) = - [m(água).C (Tf - 100°C)] (água perde calor, q<0)
q(água) = - [100 x 4 x (Tf - 100)]
q(água) = - [400 Tf - 40.000]
q(água) = - 400Tf + 40.000
q(café) = + [m(café).C (Tf - 25°C)] (café ganha calor, q>0)
q(café) = + [50 x 2 x (Tf - 25)]
q(café) = 100 Tf - 2500
Igualando agora:
q(água) = q(café)
- 400Tf + 40.000 = 100 Tf - 2500
- 500 Tf = - 42.500 (x-1)
Tf = 42.500 / 500
Tf = 85°C
GAB C
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