Gabarito disponível
Uma barra de aço de 10 kg e temperatura de 300 °C é mergulhada em um reservatório com 5 L de água com temperatura de 25 °C. Considerando desprezíveis as trocas de calor com o ambiente externo, a temperatura da água após a barra de aço entrar em equilíbrio com a água será de:
Dados: Calor específico do aço = 0,5 kJ/(kg.K); densidade do aço = 8000 kg/m³; e
calor específico da água = 4 kJ(kg.K) e densidade da água = 1000 kg/m³.
Dados: Calor específico do aço = 0,5 kJ/(kg.K); densidade do aço = 8000 kg/m³; e
calor específico da água = 4 kJ(kg.K) e densidade da água = 1000 kg/m³.
Resolução comentada
Balanço de calor entre aço e água resulta em 80 °C.
A massa de água é 5 kg (5 L × 1 kg/L). Calor cedido = calor recebido: 10·0,5·(300−T) = 5·4·(T−25). Então 1500 − 5T = 20T − 500, logo 25T = 2000 e T = 80 °C.
Análise das alternativas
As demais temperaturas não satisfazem o balanço de energia. A densidade do aço é dado irrelevante, pois a massa já foi informada.
Referência: Calorimetria – equilíbrio térmico (Q cedido + Q recebido = 0).
Resolução comentada do VaiConcursos.