Question

3. O calor específico do ferro é igual a 0,110 cal/g°C . Determine a temperatura final de uma massa de 500g de ferro à temperatura de 10°C, após ter cedido 1500 cal para o meio externo.

Answer 1

A temperatura final foi de $\boldsymbol{ \textstyle \sf T_2 = -\; 17,3 ^\circ C }$.

O calor é energia térmica em trânsito entre corpos a temperaturas diferentes.

Calor é uma forma de energia que passa de um corpo que está a uma temperatura maior, para um outro corpo que está a uma temperatura menor.

O calor específico (c) é  quantidade de calor que produz uma variação térmica.

O calor cedido, ou absorvido, pode ser pela equação fundamental da calorimetria:

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

Sendo que:

$\textstyle \sf Q \to$ quantidade de calor ( J ou cal );

$\textstyle \sf m \to$ massa do corpo ( kg ou g );

$\textstyle \sf c \to$ calor específico ( J/kg.K ou cal/gºC );

$\textstyle \sf \Delta T \to$ variação de temperatura (K ou ºC).

Dados fornecidos pelo enunciado:

$\displaystyle \sf \begin{cases}\sf c = 0,110 \: cal/g \cdot ^\circ C \\\sf T_2 = \:?\: ^\circ C \\\sf m = 500\: g \\ \sf T_1 = 10^\circ C \\ \sf Q = -\: 1\:500\: cal \quad \to {\text{\sf cede calor }}\end{cases}$

Observação:

• Se $\textstyle \sf T_2 > T_1$ o corpo recebe, isto é $\textstyle \sf Q > 0$;

• Se $\textstyle \sf T_2 < T_1$ o corpo cede, isto é $\textstyle \sf Q < 0$.

Aplicando a equação fundamental da calorimetria, temos:

$\displaystyle \sf Q = m \cdot c \cdot \Delta T$

$\displaystyle \sf \Delta T = \dfrac { Q}{m \cdot c}$

$\displaystyle \sf \Delta T = \dfrac { -\: 1\:500}{ 500 \cdot 0,110}$

$\displaystyle \sf \Delta T = \dfrac { -\: 3}{ 0,110}$

$\displaystyle \sf \Delta T = -\: 27,3$

$\displaystyle \sf T_2 -T_1 = -\: 27,3$

$\displaystyle \sf T_2 -10 = -\: 27,3$

$\displaystyle \sf T_2 = -\: 27,3 + 10$

$\boxed{ \boxed { \boldsymbol{ \displaystyle \sf T_2 = -\:17,3^\circ C }}}$

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