Duvida equilibrio termico

por davihpx123 Seg 03 Out 2016, 13:29

Galera, sempre demoro 300 seculos pra fazer questao desse tipo pq nunca da certo, tenho que testar todas as formas ate dar porque ate hj nao achei a resposta pra fazer essa formula direito

M.C.(variaçao t)=M.C.T(VARIAÇAO T)

isso pra descobrir o equilibrio, mas eu nunca sei fazer essa variaçao, tem hora que é tinicial - t em equilibrio, tem hora que é t em equilibrio- t inicial

me ajudem pelamor

por **Euclides** Seg 03 Out 2016, 15:17

Isso acontece porque você decidiu decorar fórmulas. O que é chamado genericamente de “fórmula” (eu não gosto desse nome, que é bem adequado a compostos químicos) são expressões matemáticas que traduzem quantitativamente as leis que regem os fenômenos.

O que está em caso é a lei da conservação da energia:

“num sistema que não realiza trocas com o seu entorno, dito sistema fechado, circunstância adiabática, a quantidade total de energia permanecerá sempre inalterada.”

Se um cubo de gelo é mergulhado em água morna no interior de uma garrafa térmica ocorrerá uma troca espontânea de energia, na forma de calor, da água (corpo de maior temperatura inicial) para o gelo (corpo de menor temperatura inicial) até que ambas as temperaturas sejam igualadas. Isso espelha o que é conhecido como Lei Zero da Termodinâmica e o resultado final recebe o nome de equilíbrio térmico.

Se pudermos considerar a garrafa térmica como um sistema fechado então, pela conservação da energia, é obrigatório que todo o calor perdido pela água se iguale ao calor recebido pelo gelo.

A variação da temperatura de um corpo está intimamente associada com a variação da sua energia interna. Porém a variação de temperatura dos corpos quando trocam calor não ocorre da mesma maneira para cada corpo. A massa e a substância, o estado cristalino, densidade, de que um corpo é constituído determinam a sua variação de temperatura para cada quantidade de energia trocada. Assim é que uma pedra e um pedaço de ferro postos ao sol pelo mesmo tempo alcançarão temperaturas diferentes. Essa propriedade determinada para cada tipo de substância chama-se calor específico e significa a quantidade de calor que fará 1 unidade de massa de uma substância variar a sua temperatura em 1 unidade de medida de temperatura. (cal/g.°C , J/kg.K)

Vamos agora interpretar numa linguagem sintética e precisa o que foi dito.

Primeiro: um corpo troca calor e varia sua temperatura

Consideremos um corpo cuja massa seja m, cujo calor específico seja c e que tenha sofrido uma variação de temperatura Δt. Verifica-se que o produto mc expressa a quantidade de energia necessária para variar a temperatura desse corpo em 1 unidade de medida. Desse modo, a quantidade de energia necessária para variar a sua temperatura nos referidos Δt será:

$Q=m.c\Delta t$

Se a sua temperatura foi reduzida, a diferença entre temperatura final e inicial será negativa conferindo um sinal negativo à energia trocada o que a caracteriza como energia cedida (perdida). Em caso contrário o sinal será positivo identificando energia recebida.

Finalmente, se estivermos observando uma troca de calores entre dois corpos em sistema fechado, o calor que um cede (negativo) somado ao calor que o outro recebe (positivo) resultará em zero:

$m_1c_1(\underbrace{t_e-t_{0_1}})+m_2c_2(\underbrace{t_e-t_{0_2}})=0$

Os sinais de Δt definem o sentido do fluxo de calor e a igualdade a zero garante a conservação da energia.