Question

3)
Num calorímetro de capacidade térmica 5,0 cal/C° na temperatura de 10°C são colocados 100g de um líquido de calor específico 0,20 cal/g . °C na temperatura de 60°C. Determine a temperatura final de equilíbrio.

4)
Misturam-se num calorímetro, de capacidade térmica 10 cal/°C, a 20°C, a massa de 200g de uma substância A de calor específico 0,2 cal/g.°C a 60°C e a massa de 100g de outra substância B de calor específico 0,1 cal/g.°C a 61°C. Não havendo perdas de calor, determine a temperatura de equilíbrio térmico.

5)
Um bloco de alumínio de massa 249g a 40,5°C é colocado dentro de um calorímetro que contém 230g de água a 90°C. A temperatura de equilíbrio térmico é 81°C. Dados os calores específicos de alumínio (0,2 cal/g.°C) e da água (1 cal/g.°C), determine a capacidade térmica do calorímetro.


(resposta correta por favor, preciso urgente!!)

Answer 1

Vamos lá...

Nomenclaturas:

C = capacidade térmica.
m = massa.
c = calor específico.
Q = quantidade de calor.
ΔT = variação de temperatura.
T2 = temperatura final.
T1 = temperatura inicial.

Aplicação:

" Questão 1".

Temos que a capacidade térmica é dada pela seguinte expressão:

C = Q / ΔT.
C = m × c × ΔT / ΔT.
C = m × c.

Para que haja o equilíbrio térmico, o somatório de todas as quantidades de temperatura tem de ser nula, assim:

Q1 + Q2 + Q3...=0.

Vamos para a resolução:

Q1 + Q2 = 0.
m × c × ΔT + m × c × ΔT = 0.

C × (T2 - T1) + m × c × (T2 - T1) = 0.

5 × (T2 - 10) + 100 × 0,20 × (T2 - 60) = 0.

5T2 - 50 + 20 × (T2 - 60) = 0.

5T2 - 50 + 20T2 - 1200 = 0.

5T2 + 20T2 = 50 + 1200.
25T2 = 1250.
T2 = 1250 / 25.
T2 = 50°C.

Portanto, a temperatura final do equilíbrio equivale a 50°C.

"Questao 2".

Novamente temos uma conservação no calor, com issl, devemos afirma que o somatório de todas as quantidades de calor tem que ser igualado a zero.

C = m × c.
Q1 + Q2 + Q3 = 0.
C × (T2 - T1) + m × c × ΔT + m × c × ΔT = 0.
10 × (T2 - 20) + 200 × 0,2 × (T2 - 60) + 100 × 0,1 × (T2 - 61) = 0.

10T2 - 200 + 40T2 - 2,400 + 10T2 - 610 = 0.
10T2 + 40T2 + 10T2 = 200 + 2,400 + 610.
60T2 = 3,210.
T2 = 3,210 / 60.
T2 = 53,5°C.

Portanto, a temperatura de equilíbrio termico equivale a 53,5°C.

"Questão 3".

Q1 + Q2 + Q3 = 0.
m × c × ΔT + m × c × ΔT + Q3 = 0.
249 × 0,2 × (81 - 40,5) + 220 × 1 × (81 - 90) + Q = 0.

49,8 × 40,5 + 220 × (-9) + Q = 0.
2,016,9 - 1,980 + Q = 0.
-Q = 2,016,9 - 1,980.
- Q = 36,9. (multiplique por -1).
Q = - 36,9 cal.

Agora que sabemos o valor da quantidade de calor podemos definir o calor sensível que é dado pelo produto da capacidade térmica pela variação de temperatura, veja:


Q = C × ΔT.
-36,9 = C × (81 - 90)
- 36,9 = C × (-9).
- 36,9 = -9C.
C = -36,9 / -9.
C = 4,1 cal/°C.

"Capacidade termica do calorimetro".

2016,9 - 2070 -9c = 0.
C = 53,1 / 9.
C = 5,9cal/°C.

Portanto, a capacidade termica do calorimetro equivale a 5,9cal/°C.

Espero ter ajudado.