Question

01) Uma massa de 1000 gramas de água a 35 °C é despejada no interior de um calorímetro, cuja capacidade térmica é desprezível. Junto com a água, é posto um bloco de 200 gramas de cobre na temperatura de 120 °C. Determine em que temperatura o sistema chega ao equilíbrio térmico. Considere calor específico do cobre 0,093 cal/g/ºC e calor específico da água 1,0 cal/g/ºC. *

Answer 1

Resposta:

A quantidade de calor sensível perdido ou absorvido por um corpo pode ser calculada pela equação:

$Q=m*c*\Delta T \ \ \ \ \ \ \ \ (1)$

sendo

$Q$ : calor (cal)

$m$ : massa (g)

$c$ : calor específico (cal/gºC)

$\Delta T$ : variação de temperatura (ºC)

Sendo $T$ a temperatura de equilíbrio, o calor cedido pelo bloco de cobre pode ser calculado pela equação (1):

$Q_{c}=m_c*c_c*\Delta T_c\\Q_c=200*0,093*(T-120)\\Q_c=18,6*T-2232$

A quantidade de calor absorvido pela água será calculado pela equação (1) como:

$Q_{a}=m_{a}*c*\Delta T_{a}\\Q_{a}=1000*1*(T-35)\\Q_a=1000*T-35000$

Desprezando as perdas de calor para o ambiente e desprezando a capacidade térmica do calorímetro, todo calor cedido pelo cobre deve ser absorvido pela água. Portanto, $Q_c+Q_a=0$ :

$Q_{c}+Q_{a}=0\\(18,6*T-2232)+(1000*T-35000)=0\\1018,6*T=37232\\T=36,55 \ ^{o}C$

Resposta: a temperatura de equilíbrio é T=36,55 ºC

Espero ter ajudado!! Bons estudos