Introdução
O problema envolve a Lei de Resfriamento de Newton, que descreve como um corpo perde calor para o ambiente.
Desenvolvimento
A temperatura do corpo em função do tempo é dada por:
- **T(t) = T_s + (T_0 - T_s) * e^(-kt)**
Onde:
- T_s = temperatura da sala (constante)
- T_0 = temperatura inicial (100°C)
- k = constante de proporcionalidade
Análise
- Dados fornecidos:
- T(10) = 90°C
- T(20) = 82°C
- Montando as equações:
- 90 = T_s + (100 - T_s) * e^(-10k)
- 82 = T_s + (100 - T_s) * e^(-20k)
- Eliminando k:
- Da eq.1: e^(-10k) = (90 - T_s)/(100 - T_s)
- Substituindo na eq.2: 82 = T_s + (100 - T_s) * [(90 - T_s)/(100 - T_s)]^2
- Simplificando: 82 = T_s + (90 - T_s)^2/(100 - T_s)
- Resolvendo para T_s:
- Multiplicando por (100 - T_s): 82(100 - T_s) = T_s(100 - T_s) + (90 - T_s)^2
- Expandindo e simplificando: 8200 - 82T_s = 8100 - 80T_s
- Isolando T_s: 100 = 2T_s → T_s = 50°C
Conclusão
A temperatura da sala é 50°C.