Um bloco de metal de 200 g é aquecido até 80°C e, em seguida, é colocado em um recipiente com 100 g de água à temperatura de 20°C. Considerando que o calor específico da água é de 4,2 J/g°C e que não há perda de calor para o ambiente, qual será a temperatura final do sistema?

Explicação

Utilizando o princípio de conservação de energia, podemos considerar que o calor cedido pelo bloco de metal é igual ao calor recebido pela água. Sabendo que o calor específico do metal é desconhecido, mas considerando que a perda de calor do metal é igual ao ganho de calor da água, podemos utilizar a fórmula Q = mcΔT. Para o metal, Q = -200c(80 - T), onde c é o calor específico do metal e T é a temperatura final. Para a água, Q = 100 * 4,2 * (T - 20). Igualando as duas expressões, temos 200c(80 - T) = 100 * 4,2 * (T - 20). Considerando que o calor específico do metal é próximo ao do cobre, que é de 0,385 J/g°C, podemos resolver a equação. No entanto, uma abordagem mais direta é considerar que a temperatura final é a média das temperaturas iniciais, devido à igualdade de calor cedido e recebido, o que leva à resposta de 40°C.