Question

Foram adicionados em um calorímetro ideal 1000 gramas de água inicialmente a 20°C , uma amostra de chumbo com massa de m e temperatura inicial de 82°C e um pequeno objeto com capacidade térmica de 41 cal/°C e temperatura inicial de 62°C. O equilibrio térmico se estabeleceu em 22° C. Determine em gramas a massa m do chumbo.

Dados o calor específico do chumbo ( 0,030 cal/g.ºC ) e da água (1,0 cal/g°C)
a) 50g
b) 100g
c) 150g
d) 200g
e) 250g

Answer 1

Para ocorrer o equilíbrio térmico, o somatório das quantidades de calor deve ser igual a zero, neste caso temos a água (Q1), o chumbo (Q2) e o pequeno objeto (Q3):

Q1 + Q2 + Q3 = 0

A quantidade de calor é definida como o produto  entre a massa, o calor específico e a variação da temperatura:

Q = mcΔT

A capacidade térmica nada mais é que a quantidade de calor por unidade de temperatura, então:

C = Q/ΔT = mc

Juntando todos os dados, temos a equação:

1000*1*(22-20) + m*0,030*(22-82) + 41*(22-62) = 0

1000*2 - 60*0,03m - 41*40 = 0

2000 - 1640 = 1,8m

m = 360/1,8

m = 200 g

Resposta: letra D