Question

1 - Se colocarmos 200 g de ferro a 200 °C e adicionarmos 60 g de gelo a 0 °C dentro de um calorímetro, Qual será a temperatura de equilibrio do sistema?

2 - Qual é a temperatura de equilibrio entre um bloco de ferro de 500 g a 70 °C mergulhando em 200 g de água a 10 °C dentro de um calorímetro

3 - Dentro de um calorimetro temos 100 g de gelo a 0 °C e 200 g de aluminio a 80 °C, Qual será a temperatura de equilibrio do sistema?

dados da questões:

Answer 1

Olá,

Levando em conta que os calorímetros aqui são ideais, teremos:

1- Aqui teremos que levar em consideração o calor necessário para derreter o gelo, logo teremos:

$Qlatente+Qagua+Qferro=0\\ \\ 80*60+60*1*(Tf-0)+200*0,2*(Tf-200)=0\\ \\ 60tf+40tf=8000-4800\\ \\ tf=32$

2- Basta fazer a relação, lembrando mais uma vez que estamos considerando o calorímetro ideal:

$Q1+Q2=0\\ \\ 500.0,2.(tf-70)+200.1.(tf-10)=0\\ \\ 100tf+200tf=7000+2000\\ \\ tf=30$

3- Novamente, teremos que levar em conta o calor para fazer o gelo mudar de estado, vejamos:

$Ql+Q1+Q2\\ \\ 100.80+100.1.(Tf-0)+200*0,3(tf-80)=0$

Nesse caso, teremos uma Tf negativa, porém bem sabemos que é impossível um cubo de gelo se resfriar junto a um corpo quente, logo interpretamos que nesse caso, o calor da barra de alumínio não será suficiente para fazer o gelo mudar de estado.