PUC-Rio 2023 (Grupo 2) — questão 25 de Física
Enunciado em texto
São colocados 10 g de água a 90°C e 90 g de água a 10°C em um calorímetro perfeito.
A temperatura final de equilíbrio, em Celsius, será:
(A) 90
(B) 72
(C) 45
(D) 18
(E) 10
(Enunciado: Vestibular PUC-Rio 2023, Grupo 2 — PUC-Rio.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio).
Resolução comentada
O que a questão pede: a temperatura final da mistura.
Passo 1 — balanço de calor. No calorímetro perfeito, o calor cedido pela água quente é o recebido pela fria. Como é tudo água, o calor específico se cancela:
Atalho: com o mesmo material, a temperatura final é a média das temperaturas ponderada pelas massas: (10 · 90 + 90 · 10)/100 = 18 °C.
⚠️ A armadilha: fazer a média simples, (90 + 10)/2 = 50 °C, ignorando que há nove vezes mais água fria. A temperatura final tem de ficar perto da temperatura da porção maior.
A ideia em uma frase: misturando água com água, a temperatura final é a média ponderada pelas massas.
Resposta: alternativa D (18 °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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.