Question

08)Numa experiência de Física, o professor usou um calorímetro, de capacidade térmica desprezível. Colocou
em seu interior 500 g de água a 30 oC. Em seguida, adicionou 40 g de ferro à temperatura de 80 oC. Determine a
temperatura de equilíbrio térmico. (Dados, cFe= 0,12 cal/goC ; cágua = 1 cal/goC ).

Answer 1

Olá.

Usaremos a conservação da energia. Assim, a energia cedida será a energia recebida:

$Q_c + Qr = 0$

Quem cede é o ferro, que está com temperatura maior. Quem recebe é a água.

O calor sensível recebido ou cedido é calculado como:

$Q = m\cdot c\cdot \Delta \theta$

Observamos que o calor específico apresenta unidades cal, g e °C. Assim, devemos manter os outros dados nessas unidades. Felizmente, isso já nos foi dado.

Com isso, vamos ao problema:

$m_{Fe}c_{Fe}(\theta_f-\theta_{i_{Fe}}) + m_{\acute{a}}c_{\acute{a}}(\theta_f-\theta_{i_{\acute{a}}})=0\\ \\ \\ 40\cdot0,12\cdot(\theta_f - 80) + 500\cdot1\cdot(\theta_f-30)=0\\ \\ 4,8\ \theta_f - 384 + 500\ \theta_f - 15000 = 0\\ \\ \\ 504,8 \ \theta_f = 15384\\ \\ \theta_f = \dfrac{15384}{504,8}\\ \\ \\ \boxed{\theta_f\approx 30,5^\circ C}$