Ano 2022#physics

Sobre o tema

A calorimetria estuda as trocas de calor entre corpos com diferentes temperaturas até atingirem o equilíbrio térmico. No preparo de bebidas, como café com leite, esse princípio permite calcular volumes ideais para obter uma temperatura agradável. Considerando que o calor específico e a densidade do café e do leite são iguais, a quantidade de calor cedida pelo café quente é igual à quantidade de calor absorvida pelo leite frio. A equação fundamental é Q = m c ΔT, onde m é a massa, c o calor específico e ΔT a variação de temperatura. Como as densidades são iguais, a massa é proporcional ao volume, facilitando o cálculo. Essa aplicação prática é comum em questões de vestibulares e concursos, exigindo domínio da conservação de energia térmica.

Tópicos relacionados

  • Calorimetria e equilíbrio térmico
  • Equação fundamental da calorimetria
  • Conservação de energia térmica
  • Misturas de líquidos com mesma densidade
  • Cálculo de volume em problemas de calorimetria

Enunciado

Note e adote:
Considere que o calor específico e a densidade do café e do leite sejam idênticos.
Um bom café deve ser preparado a uma temperatura pouco
acima de 80oC. Para evitar queimaduras na boca, deve ser
consumido a uma temperatura mais baixa. Uma xícara contém
60 mL de café a uma temperatura de 80oC. Qual a quantidade de
leite gelado (a uma temperatura de 5oC) deve ser misturada ao
café para que a temperatura final do café com leite seja de 65oC?

Alternativas

  • A)

    5 mL

  • B)

    10 mL

  • C)

    15 mL

  • D)

    20 mL

  • E)

    25 mL

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Perguntas frequentes

Como funciona o equilíbrio térmico em misturas?

Quando dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato, eles trocam calor até atingirem a mesma temperatura final. O calor cedido pelo corpo mais quente é igual ao calor recebido pelo mais frio, desprezando perdas.

Por que a densidade constante simplifica os cálculos de calorimetria?

Se a densidade é constante, a massa é diretamente proporcional ao volume. Assim, podemos usar volumes no lugar das massas na equação Q = m c ΔT, facilitando as contas.

Qual a importância do calor específico na calorimetria?

O calor específico é a quantidade de calor necessária para elevar 1 grama de uma substância em 1 °C. Ele influencia a rapidez com que um material aquece ou esfria e é essencial para calcular as trocas de calor.

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