Sobre o tema
A calorimetria estuda as trocas de calor entre corpos. Em problemas de mistura de líquidos a diferentes temperaturas, o princípio da conservação da energia térmica estabelece que o calor cedido pelo corpo mais quente é igual ao calor recebido pelo mais frio, desprezando perdas. Essa situação é comum em sistemas de aquecimento solar, onde se mistura água quente (até 70 °C) com água à temperatura ambiente (25 °C) para obter a temperatura ideal de banho (30 °C). A resolução envolve a equação fundamental da calorimetria: Q = m·c·ΔT. Como a água é a mesma, o calor específico se cancela, permitindo encontrar a razão entre as massas. Esse tipo de questão é frequente no ENEM, avaliando a capacidade de aplicar conceitos físicos a situações cotidianas.
Tópicos relacionados
- Calorimetria
- Equilíbrio térmico
- Mistura de líquidos
- Conservação de energia térmica
- Aquecedores solares
Enunciado
Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 70 °C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30 °C. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um outro reservatório, que se encontra a 25 °C.
Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho à temperatura ideal?
Alternativas
- A)
0,111.
- B)
0,125.
- C)
0,357.
- D)
0,428.
- E)
0,833.
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Perguntas frequentes
O que é calorimetria?
Calorimetria é o ramo da física que estuda as trocas de calor entre corpos, analisando a quantidade de energia térmica transferida e as variações de temperatura.
Como calcular a temperatura de equilíbrio em uma mistura de líquidos?
Usa-se o princípio de que o calor perdido pelo líquido mais quente é igual ao calor ganho pelo mais frio: m₁·c·(T₁ - Te) = m₂·c·(Te - T₂), onde c é o calor específico (cancelável se igual), e Te é a temperatura de equilíbrio.
Por que a água quente e a água fria se equilibram termicamente?
Devido à tendência natural de transferir calor do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura até que ambos atinjam a mesma temperatura (equilíbrio térmico), conforme a segunda lei da termodinâmica.