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Física

ESTÁCIO
Um bloco de alumínio de 30 kg inicialmente a 140 °C é colocado em contato com um bloco de ferro de 40 kg a 60 °C em um invólucro isolado. Determine, respectivamente, a temperatura e a entropia final do sistema. Questão 12Escolha uma opção: a. T = 382 K e ∆ S = − 4,69 kJ K b. T = 109 ℃ e ∆ S = − 0,251 kJ K c. T = 382 K e ∆ S = 4,69 kJ K d. T = 382 K e ∆ S = 0,251 kJ K e. T = 109 ℃ e ∆ S = 0 kJ K
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Évelyn Cratiu

anteontem

Respostas

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anteontem

Para resolver essa questão, precisamos aplicar o princípio da conservação de energia, que nos diz que a quantidade de calor perdida pelo bloco de alumínio será igual à quantidade de calor ganha pelo bloco de ferro, já que o sistema está isolado. 1. Calor perdido pelo alumínio: \( Q_{Al} = m_{Al} \cdot c_{Al} \cdot (T_{i,Al} - T_f) \) 2. Calor ganho pelo ferro: \( Q_{Fe} = m_{Fe} \cdot c_{Fe} \cdot (T_f - T_{i,Fe}) \) Onde: - \( m_{Al} = 30 \, kg \) - \( c_{Al} \) (capacidade térmica do alumínio) é aproximadamente \( 0,9 \, kJ/kg \cdot °C \) - \( T_{i,Al} = 140 \, °C \) - \( m_{Fe} = 40 \, kg \) - \( c_{Fe} \) (capacidade térmica do ferro) é aproximadamente \( 0,45 \, kJ/kg \cdot °C \) - \( T_{i,Fe} = 60 \, °C \) Igualando os calores e resolvendo para \( T_f \), encontramos a temperatura final do sistema. Após calcular, a temperatura final \( T_f \) é aproximadamente \( 109 \, °C \). Para a entropia, a variação de entropia total do sistema pode ser calculada, mas como a questão pede a entropia final e as opções fornecidas, a entropia total do sistema em equilíbrio térmico é zero. Analisando as alternativas: a) T = 382 K e ∆ S = − 4,69 kJ K b) T = 109 ℃ e ∆ S = − 0,251 kJ K c) T = 382 K e ∆ S = 4,69 kJ K d) T = 382 K e ∆ S = 0,251 kJ K e) T = 109 ℃ e ∆ S = 0 kJ K A opção correta é: e) T = 109 ℃ e ∆ S = 0 kJ K.

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