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Em um reservatório termicamente isolado, 1 kg de material X foi colocado em contato térmico com 1 kg de material Y. Ao atingirem equilíbrio térmico, o material X sofreu variação de temperatura de 50 ^circ C, e o material Y, de -20 ^circ C. Em outro reservatório térmico, 2 kg do material X foi colocado em contato térmico com 2 kg de material Z. Nesse caso, quando foi atingido o equilíbrio térmico, os materiais X e Z sofreram variações de temperatura de 20 ^circ C e -10 ^circ C, respectivamente. Nessa situação e considerando-se que C indica o valor de calor específico de cada material citado (X, Y e Z), é correto afirmar que
- A) C_ X < C_ Z mbox { e } C_ Z > C_ Y.
- B) C_X = C_Y > C_Z.
- C) C_X > C_Z > C_Y.
- D) C_X < C_Z < C_Y.
- E) C_X > C_Z mbox{ e } C_Z < C_Y.
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Resposta:
A alternativa correta é letra D)
C_X < C_Z < C_Y.
Dois corpos de diferentes temperaturas trocam calor quando colocados em contato. O corpo mais frio receberá o calor proveniente do mais quente. Sendo o reservatório termicamente isolado, podemos afirmar que:
Contato entre X e Y:
Q_x = Q_y
m_x cdot c_x cdot Delta T_x =m_y cdot c_y cdot Delta T_y
1 cdot c_x cdot 50 = 1 cdot c_y cdot (-20)
c_y = 2,5 cdot c_x
Contato entre X e Z:
Q_x = Q_z
m_x cdot c_x cdot Delta T_x =m_z cdot c_z cdot Delta T_z
2 cdot c_x cdot 50 = 2 cdot c_z cdot (-10)
c_z = 2 cdot c_x
Conclusão:
c_x < c_z < c_y
Resposta: Alternativa D
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