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Em um calorímetro ideal, misturam-se 200 g de água a 80 °C com 300 g de água a 30 °C. Após atingirem o equilíbrio térmico, qual será a temperatura final da mistura? a) 40 °C b) 45 °C c) 50 °C d) 55 °C e) 60 °C
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Maria Celma Vitor

anteontem

Respostas

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anteontem

Para resolver essa questão, podemos usar o princípio da conservação de energia, que afirma que a quantidade de calor perdida pela água quente é igual à quantidade de calor ganha pela água fria. Vamos denotar: - \( m_1 = 200 \, g \) (massa da água quente) - \( T_1 = 80 \, °C \) (temperatura da água quente) - \( m_2 = 300 \, g \) (massa da água fria) - \( T_2 = 30 \, °C \) (temperatura da água fria) - \( T_f \) = temperatura final da mistura A equação de conservação de calor é: \[ m_1 \cdot c \cdot (T_1 - T_f) = m_2 \cdot c \cdot (T_f - T_2) \] Onde \( c \) é o calor específico da água, que se cancela na equação. Assim, podemos simplificar a equação para: \[ 200 \cdot (80 - T_f) = 300 \cdot (T_f - 30) \] Resolvendo a equação: \[ 200 \cdot 80 - 200 \cdot T_f = 300 \cdot T_f - 300 \cdot 30 \] \[ 16000 - 200 T_f = 300 T_f - 9000 \] Agora, somamos \( 200 T_f \) e \( 9000 \) em ambos os lados: \[ 16000 + 9000 = 300 T_f + 200 T_f \] \[ 25000 = 500 T_f \] Dividindo ambos os lados por 500: \[ T_f = 50 °C \] Portanto, a temperatura final da mistura é 50 °C. A alternativa correta é: c) 50 °C.

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