Equilibrio quimico

Um barman, para manter as bebidas geladas, procura no mercado objetos de gel plastificado, para 
colocá-los, depois de congelados, no interior de copos contendo bebidas, mantendo-as geladas sem 
alterar o sabor. Encontra dois objetos de formas diferentes, um cúbico e o outro esférico indexados por 1 
e 2 respectivamente. Os dois objetos possuem a mesma massa e são feitos do mesmo material (com as 
mesmas propriedades físicas, como densidade, condutividade térmica, capacidade térmica etc). Para 
testá-los, prepara dois recipientes idênticos (mesmas propriedades físicas), isolados termicamente do 
ambiente. Os recipientes contêm a mesma quantidade de água, e ambos estão em equilíbrio térmico 
com o ambiente na temperatura Ta (veja a Figura 1). Retira os dois objetos do congelador, ambos na 
mesma temperatura do congelador Tc que é menor que Ta (veja a Figura 2) e, rapidamente, coloca-os 
individualmente em cada recipiente. Após deixá-los por algum tempo, cada sistema atinge o equilíbrio 
térmico nas temperaturas Te1    e Te2  respectivamente (veja a Figura 3). Considere que, durante o 
resfriamento da bebida, cada sistema não trocou calor com o ambiente. Com fundamentos nos conceitos 
da condução térmica e das propriedades da matéria, é correto afirmar: 


(001) As temperaturas de equilíbrios Te1  e Te2 são iguais. 
(002) Os dois objetos alcançam o equilíbrio térmico com a água em tempos iguais. 
(004) Enquanto atingem o equilíbrio térmico, os objetos e a água trocam calor entre si. 
(008) A temperatura de equilíbrio Te2 é maior que a temperatura Ta do ambiente. 
(016) Imediatamente após ambos os objetos serem colocados na água, a taxa de calor que flui do 
objeto 2 (esférico) para a água, é menor que a taxa de calor que flui do objeto 1 (cúbico) para a 
água.

R- 5

Eu não entendi o que diferencia do cubo da esfera sendo que ambos têm a mesma massa, o mesmo calor específico , a mesma densidade. Por favor, alguém me explique.

John47 escreveu:Um barman, para manter as bebidas geladas, procura no mercado objetos de gel plastificado, para 
colocá-los, depois de congelados, no interior de copos contendo bebidas, mantendo-as geladas sem 
alterar o sabor. Encontra dois objetos de formas diferentes, um cúbico e o outro esférico indexados por 1 
e 2 respectivamente. Os dois objetos possuem a mesma massa e são feitos do mesmo material (com as 
mesmas propriedades físicas, como densidade, condutividade térmica, capacidade térmica etc). Para 
testá-los, prepara dois recipientes idênticos (mesmas propriedades físicas), isolados termicamente do 
ambiente. Os recipientes contêm a mesma quantidade de água, e ambos estão em equilíbrio térmico 
com o ambiente na temperatura Ta (veja a Figura 1). Retira os dois objetos do congelador, ambos na 
mesma temperatura do congelador Tc que é menor que Ta (veja a Figura 2) e, rapidamente, coloca-os 
individualmente em cada recipiente. Após deixá-los por algum tempo, cada sistema atinge o equilíbrio 
térmico nas temperaturas Te1    e Te2  respectivamente (veja a Figura 3). Considere que, durante o 
resfriamento da bebida, cada sistema não trocou calor com o ambiente. Com fundamentos nos conceitos 
da condução térmica e das propriedades da matéria, é correto afirmar: 


(001) As temperaturas de equilíbrios Te1  e Te2 são iguais. 
(002) Os dois objetos alcançam o equilíbrio térmico com a água em tempos iguais. 
(004) Enquanto atingem o equilíbrio térmico, os objetos e a água trocam calor entre si. 
(008) A temperatura de equilíbrio Te2 é maior que a temperatura Ta do ambiente. 
(016) Imediatamente após ambos os objetos serem colocados na água, a taxa de calor que flui do 
objeto 2 (esférico) para a água, é menor que a taxa de calor que flui do objeto 1 (cúbico) para a 
água.

R- 5

Eu não entendi o que diferencia do cubo da esfera sendo que ambos têm a mesma massa, o mesmo calor específico , a mesma densidade. Por favor, alguém me explique.

John, não sei explicar muito bem (aqui cabe também como uma dúvida minha sobre a questão- INTERESSANTE ela), mas acho que tem a ver com a fórmula de fluxo de calor, não?


Fluxo =  K x A x (T1-T2) / e (espessura)


deve ter que analisar a área deles e tal...

E sobre a 01: Eles estão em equilíbrio entre si pela lei zero da termodinâmica? (Se A e B estão em equilíbrio com C, nesse caso a água, também estão em equilíbrio entre si  -  Mesmo em recipientes diferentes?)

Oi, Sylvia obrigada por responder.
Então....

Deve ser algo com isso mesmo que você disse. =)

Sobre o que você disse da 001. 
Eles atingem o equilibrio de acordo com a 1º lei da calorimetria (calor recebido mais calor cedido é igual a zero). Então ocorre trocas de calor entre o objeto 1 e a água que ele está inserido e entre o objeto 2 e a água que ele está inserido.

''Os recipientes contêm a mesma quantidade de água, e ambos estão em equilíbrio térmico com o ambiente na temperatura Ta (veja a Figura 1). Retira os dois objetos do congelador, ambos na 
mesma temperatura do congelador ''


Antes de ocorrer o equilíbrio estava assim:
T da agua de um recipiente = T da agua do outro recipiente ( pois ambos recipientes com agua estavam no ambiente)
T de um  objeto= T do outro objeto( pois ambos foram retirados do congelador).


Depois que ocorreu  o equilibrio:
T da  agua de um recipiente = T da agua de outro  recipiente = T de um  objeto= T do outro objeto. No fim a temperatura de todos serão a mesma, independente de que um sistema gastou mais tempo para atingir o equilíbrio de que o outro.  

John47 escreveu:Oi, Sylvia obrigada por responder.
Então....

Deve ser algo com isso mesmo que você disse. =)

Sobre o que você disse da 001. 
Eles atingem o equilibrio de acordo com a 1º lei da calorimetria (calor recebido mais calor cedido é igual a zero). Então ocorre trocas de calor entre o objeto 1 e a água que ele está inserido e entre o objeto 2 e a água que ele está inserido.

''Os recipientes contêm a mesma quantidade de água, e ambos estão em equilíbrio térmico com o ambiente na temperatura Ta (veja a Figura 1). Retira os dois objetos do congelador, ambos na 
mesma temperatura do congelador ''


Antes de ocorrer o equilíbrio estava assim:
T da agua de um recipiente = T da agua do outro recipiente ( pois ambos recipientes com agua estavam no ambiente)
T de um  objeto= T do outro objeto( pois ambos foram retirados do congelador).


Depois que ocorreu  o equilibrio:
T da  agua de um recipiente = T da agua de outro  recipiente = T de um  objeto= T do outro objeto. No fim a temperatura de todos serão a mesma, independente de que um sistema gastou mais tempo para atingir o equilíbrio de que o outro.  

Agora...: Considerando o erro da última (a que voce não entendeu),esse equilibrio faz sentido? Por que se as taxas de calor que fluem são diferentes, deveria ser diferente a temperatura entre cada objeto e a água do recipiente respectivo de cada, não?


Tipo: água 1 e objeto 1 (Temperatura X) e água 2 e objeto 2 (Temperatura y), mesmo que de início haja a igualdade que voce falou (considerando que os fluxos deles são diferentes...)

Então, Sylvia. 

Não sei se entendi sua dúvida.
Considere t0 o início da troca de calor. Como eu disse, bem no início as temperaturas são iguais. 
Suponhamos que: no tempo t0 a água esteja a 25ºC e a esfera dentro dele está a 2ºC. No outro copo, a água também está a 25ºC e o cubo a 2ºC.

No tempo t2 a água está a 23ºC (pois perdeu calor para a esfera) e a esfera com 4ºC. Mas no outro copo a água não está com a mesma temperatura ( 23ºC) ela pode ter uma temperatura menor ou maior do que 23ºC. Pode estar, por exemplo, com 21ºC e o cubo, consequentemente , com 6ºC. Isso por que um objeto é um cubo e outro uma esfera.Como você disse, as taxas que fluem são diferentes. 


O que eu quero dizer é que nos tempos t2, t3, t4, tn as temperaturas não sao iguais, mas no equilibrio elas são. Não interessa quanto tempo (tn) o copo com esfera ou o copo com o cubo gastou para entrar em equilibrio. No t4, por ex, eles poderiam estar com temperaturas diferentes,mas quando ambos atingirem o equilibrio as suas temperaturas serão iguais, pois etão no mesmo meio( imagina que os dois copos estão em cima de uma mesa, e quando eles atingirem o equilibrio , mesmo que um copo gaste mais tempo que o outro, as temperaturas serão iguais.)

obs- agora que vi que o titulo está errado. É equilíbrio térmico, não quimico hehe.