Question

1)Mistura-se 200g de café a 70ºC com 100g de leite a 20ºC. Se o calor específico do café (cc=0,6 cal∕gºC) e do leite (cl=0,9 cal∕gºC). A temperatura de equilíbrio em ºC da mistura será de: mc.cc.(TE-TC) + ml.cl.(TE-TL)=0 2) Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 65°C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 22 °C. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura de um outro reservatório, que se encontra a 20 °C. Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho à temperatura ideal? (dados: calor específico da água:1cal∕gºC) m1.cágua.(TE-T1)+m2.cágua.(TE-T2)=0 3)O Explique como ocorre a convecção no processo de formação das chuvas e no ar condicionado. 4) Um corpo de massa de 250g recebe uma quantidade de calor de 8000 cal, variando a sua temperatura de -50ºC até 50ºC.Sendo assim, o calor específico desta substância será, aproximadamente, em cal/gºC.(Equação: Q=m.c.ΔT) 5) Explique com detalhes qual a função de um calorímetro e quais são seus componentes

Answer 1

Quando dois corpos de temperaturas diferentes entram em contato tendem a trocar calor até que chegue ao equilíbrio térmico.

Nesse caso o corpo mais quente cede calor ao corpo menos quente.

$Q_c+Q_r=0$

QR – Calor recebido

QC – calor cedido

Sendo a fórmula: Q= m.c.∆Θ

onde, m= massa; c=calor específico; ∆Θ= variação da temperatura.

$Q_1+Q_2=0\\m_1\times c_1 \times \delta t+m_2\times c_2 \times \delta t=0$

1) Mistura-se 200g de café a 70ºC com 100g de leite a 20ºC. Se o calor específico do café (cc=0,6 cal∕gºC) e do leite (cl=0,9 cal∕gºC).

A temperatura de equilíbrio em ºC da mistura será de: mc.cc.(TE-TC) + ml.cl.(TE-TL)=0

$m_1\times c_1 \times \delta t+m_2\times c_2 \times \delta t=0\\200\times 0,6 \times (T-70)+100\times 0,9 \times (T-20)=0\\120\times (T-70)+90\times (T-20)=0\\120T-8400+90T-1800=0\\210T=10200\\T=\frac{10200}{210}=48,57$

A temperatura de equilíbrio é aproximadamente 48,57 C.

2) Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 65°C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 22 °C. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura de um outro reservatório, que se encontra a 20 °C. Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho à temperatura ideal?

(dados: calor específico da água:1cal∕gºC) m1.cágua.(TE-T1)+m2.cágua.(TE-T2)=0

$m_1\times 1 \times (22-65)+m_2\times 1 \times (22-20)=0\\m_1\times (-43) + m_2 \times 2=0\\2m_2=43m_1\\\frac{2}{43}=\frac{m_1}{m_2}$

a razão é $\frac{2}{43}$

3) O Explique como ocorre a convecção no processo de formação das chuvas e no ar condicionado.

Convecção térmica, é um processo de transmissão de calor. Quando um fluido, como o ar ou a água, é aquecido, suas porções mais quentes podem sofrer dilatação térmica, expandindo seu volume. Por consequência da expansão de volume sua densidade diminui. Fazendo com que o ar quente (expandido) suba e o ar frio (denso) desça.

O mesmo vale para a agua, que ao aquecer evapora, e ao atingir certa altitude perde calor e se condensa formando nuvens que quando carregadas precipitam novamente.

Lembre que  $D_{desnsidade}=\frac{massa}{volume}$.

4) Um corpo de massa de 250g recebe uma quantidade de calor de 8000 cal, variando a sua temperatura de -50ºC até 50ºC.Sendo assim, o calor específico desta substância será, aproximadamente, em cal/gºC.

(Equação: Q=m.c.ΔT)

$8000=250\times c \times (50 - (-50))\\8000=250 \times c \times 100\\8=25 \times c \times 1\\c=\frac{8}{25}=0,32$

O calor específico é 0,32 cal/gºC.

5) Explique com detalhes qual a função de um calorímetro e quais são seus componentes.

A mistura térmica de dois ou mais corpos, principalmente quando um deles está no estado líquido, requer um recipiente adequado. Alguns desses recipientes possuem aparatos que permitem obter, de forma direta ou indireta, o valor das quantidades de calor trocadas entre os corpos.

A esse tipo de recipiente chamamos de calorímetro.

De modo geral, o calorímetro é metálico (de alumínio ou cobre) e isolado termicamente por um revestimento de isopor. Em sua tampa, também de isopor, há um orifício pelo qual se introduz o termômetro, que indica a temperatura da mistura em observação.

Um calorímetro é denominado ideal quando, além de impedir as trocas de calor entre seu conteúdo e o meio externo, não troca calor com os corpos nele contidos