Fuvest

Relembrando a primeira mensagem :

Dois recipientes iguais, A e B, contêm, respectivamente, 2,0 litros e 1,0 litro de água à temperatura de 200C. Utilizando um aquecedor elétrico, de potência constante, e mantendo-o ligado durante 80s, aquece-se a água do recipiente A até a temperatura de 60 °C. A seguir, transfere-se 1,0 litro de água de A para B, que passa a conter 2,0 litros de água à temperatura T. Essa mesma situação final, para o recipiente B, poderia ser alcançada colocando-se 2,0 litros de água a 20 °C em B e, a seguir, ligando-se o mesmo aquecedor elétrico em B, mantendo-o ligado durante um tempo aproximado de:
a) 40s < Resp
d) 100 s
b) 60 s
e) 120 s
c) 80 s

Resolução:http://www.etapa.com.br/gabaritos/resolucao_pdf/gab_2003/01_fuvest/fase1/FUVEST2003f.pdf

Mas colocando 2 litros a mais no recipiente B não ficaria 3 litros?

Elcioschin escreveu:O enunciado tem erro:

Em ambos os recipientes água está a 200C (ficou faltando o símbolo º)

Aquecendo a água de A a temperatura dela sobe para 60 ºC. Isto é impossível.

A temperatura inicial de ambos deve ser 20 ºC

1) Calor necessário para elevar 2 L de água de A até 60º C:

Q = m.c.∆T ---> Q = 2 000.1.(60 - 40) ---> Q = 80 000 cal

Potência do aquecedor: P = Q/t ---> P = 80 000/80 --> P = 1 000 cal/s

Misturando 1 L de A a 60 ºC com 1 L de B a 20 ºC, no equilíbrio ---> T = 40 ºC


2) Na 2a situação, colocando 2 L de água a 20 ºC em B e ligando o aquecedor:

Q' = 2 000.1.(40 - 20) ---> Q' = 40 000 cal

P = Q'/t' ---> 1 000 = 40 000/t' ---> t' = 40 s

Por que a temperatura na segunda situação também vai ser 40°C?

Na 2ª situação:

1) Já existia em B: 1 litro de água a 20 ºC

2) Colocou-se em B 1 litro de água de A, a 60 ºC

Ora, se massas são as mesmas e o calor específico é o mesmo, a temperatura de equilíbrio vai ser a média aritmética das duas temperaturas: 40 ºC

Mas se vc quiser provar: 

Calor cedido pela água quente = calor recebido pela água fria

mA.c.(60 - T) = mB.c.(T - 20) ---> 60 - T = T - 20 ---> T = 40 ºC