Question

12 PUC-Campinas Num calorímetro contendo 100 g de água
a 0°C coloca-se um pedaço de ferro de 200 ga 300 °C.
Desprezando-se o calor absorvido pelo calorímetro,
qual a temperatura de equilíbrio térmico?
Dados:
Cágua =1 cal/g.°C; Cferro = 0,1 cal/g.°C.

Answer 1

Resposta:

12)

Solução:

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf \sf \displaystyle Dados: \begin{cases} \sf m_{H_20} = 100 \:g \\ \sf T_{H_2_0} = 0 \: \textdegree C \\ \sf m_F = 200\: g \\ \sf T_F = 300\: \textdegree C \\ \sf T= \:?\: \textdegree C \\ \sf c_{H_2_0} = 1 \: cal/g. \textdegree C \\ \sf c_{F } = 0,1\: cal/g. \textdegree C \end{cases} \end{array}\right$

Trocas de Calor:

Fórmula para o cálculo do equilíbrio térmico

$\framebox{ \boldsymbol{ \sf \displaystyle \large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf \sum Q = Q_1 + Q_2 +Q_3 + \cdots + Q_n = 0 \end{array}\right }}$

A soma das quantidades de calor trocadas no calorímetro é nula. Sendo assim, podemos escrever:

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf Q_{H_2_0} + Q_F = 0 \end{array}\right$

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf m \cdot c \cdot (T -T_0) + m \cdot c \cdot(T- T_0) = 0 \end{array}\right$

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf 100 \cdot 1 \cdot ( T - 0) + 200 \cdot 0,1 \cdot (T -300) = 0 \end{array}\right$

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf 100 \cdot T + 20 \cdot (T -300) = 0 \end{array}\right$

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf 100 \cdot T + 20 \cdot T - 6000 = 0 \end{array}\right$

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf 120 \cdot T = 6000 \end{array}\right$

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf T = \dfrac{6000}{120} \end{array}\right$

$\framebox{ \boldsymbol{ \sf \displaystyle \large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf T = 50 \:\textdegree C \end{array}\right }} \quad \gets \mathbf{ Resposta }$

Explicação: