FAMECA 2014 — questão 40 de Física
Enunciado em texto
Foram misturados homogeneamente três líquidos de massas iguais e calores específicos distintos. A tabela indica os calores específicos e as temperaturas iniciais de cada um.
| líquido | c (cal/(g · ºC)) | θ inicial (ºC) |
|---|---|---|
| A | 1,0 | 20 |
| B | 0,4 | 60 |
| C | 0,6 | 50 |
Sabendo que os líquidos misturados não sofreram mudança de fase e que o processo tenha ocorrido no interior de um recipiente adiabático e de capacidade térmica desprezível, a temperatura esperada para o equilíbrio térmico, em ºC, é
(A) 45.
(B) 31.
(C) 43.
(D) 37.
(E) 46.
(Enunciado: Vestibular FAMECA 2014, Conhecimentos Gerais — FAMECA/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Catanduva (FAMECA/UNIFIPA) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a temperatura final comum dos três líquidos.
Passo 1 — o balanço de calor. O recipiente é adiabático e não absorve calor, então o calor que uns cedem é o que os outros recebem: a soma dos calores trocados é zero. Com massas iguais (m), cada termo é :
Passo 2 — cancelando m.
Conferindo: A recebe 1,0 × 17 = 17 (por grama); B cede 0,4 × 23 = 9,2; C cede 0,6 × 13 = 7,8. Cedido: 9,2 + 7,8 = 17. Bate.
⚠️ A armadilha: tirar a média simples das temperaturas, (20 + 60 + 50)/3 ≈ 43 °C, alternativa C. A média só vale se as capacidades térmicas forem iguais; aqui o líquido A, o mais frio, tem o maior calor específico e “puxa” o equilíbrio para baixo.
A ideia em uma frase: a temperatura de equilíbrio é a média das temperaturas iniciais ponderada pelas capacidades térmicas (m·c).
Resposta: alternativa D (37 °C).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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