Gabarito disponível
Em uma aula experimental no Colégio Naval, um professor coloca, em um calorímetro de paredes isolantes, 100 g de água a 30 °C e 200 g de ferro a 90 °C. Sabendo que o calor específico da água é 1 cal/g°C e que o calor específico do ferro é 0,1 cal/g°C, é correto afirmar que, quando o conjunto atingir o equilíbrio térmico, a temperatura será:
Resolução comentada
Equilíbrio térmico: Σ Q = 0 resulta em 40 °C.
Como o calorímetro é isolante, Q_água + Q_ferro = 0. Assim, 100·1·(T−30) + 200·0,1·(T−90) = 0, ou seja, 100T − 3000 + 20T − 1800 = 0, o que dá 120T = 4800 e T = 40 °C.
Análise das alternativas
B, C, D e E não satisfazem o balanço de calor. A água tem capacidade térmica (100 cal/°C) muito maior que a do ferro (20 cal/°C), então a temperatura final fica bem mais próxima de 30 °C do que de 90 °C.
Referência: Calorimetria: trocas de calor e equilíbrio térmico.
Resolução comentada do VaiConcursos.