Determine a temperatura de equilíbrio térmico quando colocam-se 200 g de alumínio a 100 °C em 100 g de água a 30 °C. Dados: c= alumínio=0,20 cal/g°C. (Preciso do cálculo por favor!)
Soluções para a tarefa
Resposta:
T = 50°C
Explicação:
O equilíbrio térmico é alcançado quando as temperaturas de duas substâncias em interação térmica se igualam, após uma troca de calor entre elas.
Além disso, a temperatura de equilíbrio térmico (Teq) é uma temperatura intermediária entre as temperaturas iniciais das substâncias. Portanto, nesse caso a temperatura de equilíbrio estará entre 30°C e 100°C. Portanto, água irá esquentar, enquanto o alumínio irá esfriar.
No caso, assume-se que todo calor que um corpo perde ao esfriar é absorvido pelo outro ao esquentar. Assim, o calor sensível do alumínio será numericamente igual ao calor sensível da água (só mudando o sinal -> um é o oposto do outro)
O calor sensível é dado pela fórmula:
Q = m • c • ∆T, sendo Q = calor sensível, m = massa de substância, c = calor específico da substância, ∆T = variação de temperatura = (T final - T inicial)
Q alumínio = - Q água
m (Al) • c (Al) • ∆T (Al) = m (H2O) • c (H2O) • ∆T (H2O)
(Lembrando: c (H2O) = 1 cal/g°C)
200 • 0,2 • (Teq - 100) = - 100 • 1 • (Teq - 30)
40 • (Teq - 100) = - 100 (Teq - 30)
40 Teq - 4000 = - 100 Teq + 3000
140 Teq = 7000
Teq = 50°C