Question

Um calorímetro de capacidade térmica 50 cal/ºC contém 200 g de água, estando inicialmente a 60 ºC. Derramam-se no seu interior 300 g de um certo líquido a 85 ºC juntamente com 80 g de gelo a −20ºC. Com o experimento realizado ao nível do mar, obteve-se, no equilíbrio térmico, a temperatura final de 35ºC. Nestas condições, o calor específico do líquido, em cal/g.ºC, vale. Dados: Calor específico da água = 1,0 cal/gºC Calor específico do gelo = 0,50 cal/gºC Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g a) 0,20 b) 0,25 c) 0,30 d) 0,35 e) 0,40

Answer 1

Resposta:

Lembrando que:

Q1 + Q2 + Q3 +...+ Qn = 0 (A soma algébrica das quantidades de calor trocadas pelos corpos, até o estabelecimento do equilíbrio térmico, é nula).

Calores:

1) Calorímetro

2) Água

3) Líquido

4) Gelo

• Calorímetro:

Q = C.Δt

Q = 50(35 - 60)

Q = 50(-25) = -1250 cal

*Capacidade Térmica (C):

C = m.c

• Água:

Q = 200.1.(35-60)

Q = -5000 cal

• Líquido:

Q = 300.c. (35-85)

Q = -15000c

• Gelo:

Três fases:

1) Ganho de calor antes da mudança de estado (Sólido > Líquido)

2) Mudança de estado (Fusão)

3) Ganho de calor, agora no estado Líquido

1) Q = 80.0,5.(0-(-20))

Q = 40.20 = 800 cal

2) Q = m.L

Q = 80.80 = 6400 cal

3) Q = 80.1.(35-0)

Q = 2800 cal

(A soma do calor de cada fase equivale ao calor total que o gelo ganhou durante seu processamento)

Q(gelo) = 10.10^3 cal

• Por fim, de acordo com o princípio exposto no início da resposta, faz-se a soma algébrica de todos os valores encontrados, lembrando que o somatório deve ser igualado a zero.

-1250 - 5000 - 15000c + 10000 = 0

-15000c - 6250 = -10000

-15000c = -10000 + 6250

c = -3750/-15000

c = 0,25 cal/g.°C (b)