Question

13- Uma peça metálica de 200g estava a 0°C e possui calor especifico de 0,4 cal/gC serà colocada em água a 70°C. Após atingir o equilibrio térmico a temperatura ficou em 60°C, determine a quantidade de água no qual a peça foi imersa?​

Answer 1

A quantidade de água presente era de 480g.

• Explicação:

Essa questão aborda uma situação típica da calorimetria, em que alguns corpos buscam o equilíbrio térmico entre si. Para resolver essa questão, precisamos relembrar alguns pontos das trocas de calor entre corpos:

➯ Calor cedido é calor recebido. Dessa forma, não há perdas caloríficas, e tudo que o corpo de maior temperatura perde é recebido pelo de menor temperatura.

➯ A soma dos calores vale zero, isso porque o calor cedido é negativo, e o recebido, positivo. E como visto, eles são iguais em módulo.

➯ Questões de equilíbrio térmico envolvem o calor sensível. Isso porque há variação de temperatura.

Vamos relembrar o que é calor sensível:

➯ Calor sensível: É usado quando há a variação de temperatura de um corpo. Depende do calor específico da substância:

                                            $\boxed {\bf Q = m \cdot c \cdot \Delta T}$          

Sendo:

➯ Q = Quantidade de calor, em calorias (cal);

➯ m = massa, em g;

➯ c = calor específico da substância, em cal/g.°C;

➯ ΔT = variação da temperatura, em Celsius (°C);

agora, vamos analisar a questão e resolvê-la:

• Questão:

Todo o calor cedido pela peça metálica será absorvido pela água. Vamos montar uma equação da soma de calores:

$\bf Q_m + Q_a = 0$

O calor envolvido é o sensível. Vamos adaptar a fórmula:

$\bf m_m \cdot c_m \cdot \Delta T + m_a \cdot c_a \cdot \Delta T = 0$

➯ Substitua os valores dados:

$\bf 200 \cdot 0,4 \cdot \Delta T + m \cdot 1 \cdot \Delta T = 0$

$\bf 80 \cdot (Tf - Ti) + m \cdot (T_f - T_i ) = 0$

$\bf 80 \cdot (60 - 0) + m \cdot (60 - 70) = 0$

$\bf 80 \cdot 60 + m \cdot - 10 = 0$

$\bf -10 \cdot m + 4800 = 0$

➯ Isole a massa:

$\bf -10 \cdot m = - 4800$

$\bf m = \dfrac{-4800}{-10}$

$\boxed{\bf m = 480 \ g}$

➯ A quantidade de água presente era de 480g.

Saiba mais sobre equilíbrio térmico em:

https://brainly.com.br/tarefa/29380936

Espero ter ajudado!