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vaso adiabático

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Mensagem por girardi Qui 11 Dez 2014, 19:27

Um vaso adiabático de capacidade térmica C contém no
seu interior uma determinada massa m de água quente.
A ela é misturada uma massa M de água fria. Considerando
que as temperaturas quente e fria são θ1 e θ2
respectivamente, assinale o que for correto.

01) O somatório das quantidades de calor trocadas entre
a água quente e fria e o vaso adiabático é zero
(nula).
02) Sendo o sistema ideal, a temperatura de equilíbrio
térmico é dada por .
04) Se M for igual a m, a temperatura de equilíbrio
térmico é dada pela média aritmética de θ1 e θ2.
08) A capacidade térmica das massas de água m e M
quando essas forem iguais serão diferentes, porque
o valor do calor específico nas respectivas temperaturas
são diferentes.
16) O vaso adiabático e a massa de água quente fornecem,
cada uma delas, à massa de água fria, a
mesma quantidade de calor, porque sofrem a
mesma variação de temperatura.

gabarito: 01-02 = 03. alguém pode justificar as alternativas para mim, principalmente a 02 e achar o erro da 04? Obrigado!!!

girardi
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Mensagem por Nina Luizet Qui 11 Dez 2014, 19:55

O1 ) Correta, Qágua quente + Qágua fria+ Qvaso=0. Princípio da conservação de energia.

02 ) Qrecebida = Qcedida
Mc. ∆θE -∆θi = mc .  ∆θE -  ∆θi
Q = (mC)1 = (mC)2
A partir do desenvolvimento desse raciocínio chega-se a temperatura final.

04) Nem sempre a média aritmética entre duas temperaturas diferentes forma a temperatura final.

08)C = m1c1 = Mc2
calor específico da água é o mesmo = 1cal/g*C*


16) Não sofrem a mesma variação de temperatura. O vaso adiabático não permite trocas de calor entre o meio exterior e o interior.
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Mensagem por Nina Luizet Qui 11 Dez 2014, 20:30

04 ) Complementando a proposição : Depende da capacidade térmica dos corpos. Veja:

*Dois corpos com capacidades térmicas desiguais e temperaturas também estão em um sistema isolado. Corpo x cuja temperatura é 80 C* e corpo y cuja temperatura é 30 C*. Qual é a temperatura de equilíbrio?

80+30/2 = 55 C* (não).
Se as capacidades térmicas são diferentes, 55 C* não é a  ∆θE. Algumas possibilidades:


--- Cx> Cy. Logo, a ∆θE será mais próxima da θY.
--- Cy>Cx . Logo, a ∆θE será mais próxima da θx.
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Mensagem por rodrigoneves Sáb 13 Dez 2014, 09:46

A 04 seria verdadeira se fosse nula a capacidade térmica do vaso, ou seja, para C = 0. Dois corpos idênticos, isolados do exterior, inicialmente a temperaturas distintas, atingem o equilíbrio térmico na média aritmética entre suas temperaturas iniciais.
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Mensagem por Nina Luizet Sáb 13 Dez 2014, 09:54

Mas se fosse fornecida a capacidade térmica dos corpos , a temperatura final não seria calculada com a média ponderada entre as temperaturas (θx e  θy) as respectivas capacidades térmicas?
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Mensagem por rodrigoneves Sáb 13 Dez 2014, 10:00

Exatamente. Como falei em corpos idênticos, teriam mesma capacidade térmica, então a média ponderada que você mencionou se reduz a uma média simples (ponha no papel, faça Cx = Cy, e verá que esses termos se cancelarão).
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Mensagem por Nina Luizet Sáb 13 Dez 2014, 10:04

Ok. Smile
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