• Matéria: Física
  • Autor: anacarolynea
  • Perguntado 4 anos atrás

Num recipiente termicamente isolado e com capacidade térmica desprezível, misturam-se 200 g de água a 10 °C com um bloco de ferro de 500 g a 140 °C. Se a temperatura final de equilíbrio térmico foi 40°C, qual a quantidade de calor trocado por cada substância?
Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g °C;
calor específico do ferro = 0,12 cal/g °C.

Respostas

respondido por: nayanialvesr
3

Resposta:

A água recebeu 6000cal de calor e o ferro perdeu 6000cal de calor.

Explicação:

1. Antes de tudo, precisamos entender o conceito de equilíbrio térmico. Quando dizemos que dois corpos estão em equilíbrio térmico, isso quer dizer que ambos estão com a mesma temperatura final. Nesse âmbito, entendemos que tanto a água, quanto o ferro, no final da troca de calor, ficaram com 40ºC como exposto no enunciado.

2. Com essa informação, é possível calcular a quantidade de calor trocada por cada substância por meio da Equação fundamental da calorimetria:

Q = mcΔΘ

De modo que:

Q = quantidade de calor (cal)

m = massa da substância (g)

c = calor específico (cal/g.ºC)

ΔΘ = variação de temperatura (ºC)

3. Dessa forma, primeiro calcularemos quanto a água recebeu de calor:

Q = mcΔΘ

Q = mc(Temperatura final - temperatura inicial)

Q = 200 x 1 x (40 - 10)

Q = 200 x 30

Q = 6000 cal

4. Agora, aplicaremos a mesma equação para o ferro:

Q = mcΔΘ

Q = mc(Temperatura final - temperatura inicial)

Q = 500 x 0,12 x (40 - 140)

Q = 60 x (-100)

Q = -6000cal

A quantidade de calor do ferro ser negativa significa que o ferro perdeu calor. E isso faz sentido e deveria ter acontecido mesmo, quando nós lembramos da Lei Zero da Termodinâmica, a qual diz que o calor sempre flui do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura, justo na intenção de encontrar o equilíbrio térmico.

Você pode encontrar mais sobre essa teoria nesta questão: https://brainly.com.br/tarefa/41452540

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