Question

Em um calorímetro de capacidade térmica 200 cal/°c, colocam-se 100 ml de água (100 g) a 20°c e uma barra de um metal de massa 100 g inicialmente a 100°c. Aguardam-se alguns instantes até que ocorra o equilíbrio quando o termômetro iniciou 25°c. Nessas condições calcule o calor específico do metal

Answer 1

⇒ Para o calorímetro
C = 200 cal/°c
Ti = 20°C ⇒ Estava em contato com a água, ambos têm a mesma temperatura 
TE = Tf = 25°C

C = Q / ΔT
Q = C . Δ T
Q = C . (Tf - Ti)

⇒ Para a água
m = 100 g
Ti = 20°C
TE = Tf = 25°C
c = 1 cal/g°C

Q = m . c . ΔT
Q = m . c . (Tf - Ti)

⇒ Para a barra de metal
m = 100 g
Ti = 100°c
TE = Tf = 25°C
c =?

Q = m . c . ΔT
Q = m . c . (Tf - Ti)

Como o sistema entra em equilíbrio, temos que:
Qcalorímetro + Qágua + Qmetal = 0
C . (Tf - Ti) + m . c . (Tf - Ti) + m . c . (Tf -Ti) = 0
200 . (25 - 20) + 100 . 1 . (25 -20) + 100 . c . (25 -100) = 0
200 . 5 + 100 . 5 + 100 . c . (-75) = 0
1000 + 500 + (- 7500) . c = 0
1500 - 7500c = 0
1500 = 7500 c
c = 1500 / 7500
c = 0,2 cal/g°c ⇒ Calor específico do metal

Answer 2

Resposta:

O calor específico da barra é 0,2 cal/g.ºC

Explicação:

1) Capacidade térmica:

Indica a quantidade de energia necessária para que todo o corpo se eleve em 1 ºC

Ou seja, se o calorímetro variou 5 ºC, ele consumiu 1000 calorias.

2) O que fazer:

Com a fórmula Q = m.c.ΔT, deve-se encontrar a energia que a água consumiu para ir de 20 a 25 ºC. Somando isto à energia que o calorímetro consumiu, com a mesma fórmula, econtra-se a energia que a barra cedeu para ir de 100 a 25 ºC.

3) Calculando:

3.1) Energia consumida pela água:

Q = m.c.ΔT

Q = 100.1.5

Q = 500 calorias

3.2) Coeficiente da barra:

O calorímetro consumiu 1000 calorias e a água consumiu 500. Logo, a barra forneceu 1500 calorias.

1500 = 100.c.75

1500 = 7500c

c = 1500/7500

c = 0,2

Ou seja, o calor específico da barra é 0,2 cal/g.ºC

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