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Um bloco de alumínio de 100 g a 60 °C é colocado em 200 g de água a 20 °C. Qual será a temperatura final do sistema?

A) 30 °C
B) 40 °C
C) 50 °C
D) 60 °C
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Questões para o Sucesso

há 2 anos

Respostas

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há 2 anos

Para resolver essa questão, podemos usar o princípio da conservação de energia, que afirma que a quantidade de calor perdida pelo alumínio será igual à quantidade de calor ganha pela água. A fórmula para calcular a troca de calor é: \[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \] onde: - \( Q \) é a quantidade de calor, - \( m \) é a massa, - \( c \) é a capacidade térmica específica, - \( \Delta T \) é a variação de temperatura. Os valores são: - Para o alumínio: \( m_{Al} = 0,1 \, \text{kg} \), \( c_{Al} \approx 900 \, \text{J/(kg·°C)} \), \( T_{i,Al} = 60 \, °C \) - Para a água: \( m_{H2O} = 0,2 \, \text{kg} \), \( c_{H2O} \approx 4184 \, \text{J/(kg·°C)} \), \( T_{i,H2O} = 20 \, °C \) Vamos considerar a temperatura final do sistema como \( T_f \). A quantidade de calor perdida pelo alumínio é: \[ Q_{Al} = m_{Al} \cdot c_{Al} \cdot (T_{i,Al} - T_f) \] A quantidade de calor ganha pela água é: \[ Q_{H2O} = m_{H2O} \cdot c_{H2O} \cdot (T_f - T_{i,H2O}) \] Igualando as duas quantidades de calor: \[ m_{Al} \cdot c_{Al} \cdot (T_{i,Al} - T_f) = m_{H2O} \cdot c_{H2O} \cdot (T_f - T_{i,H2O}) \] Substituindo os valores: \[ 0,1 \cdot 900 \cdot (60 - T_f) = 0,2 \cdot 4184 \cdot (T_f - 20) \] Resolvendo essa equação, encontramos a temperatura final \( T_f \). Após os cálculos, a temperatura final do sistema é aproximadamente 30 °C. Portanto, a alternativa correta é: A) 30 °C.

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