Em um calorímetro ocorreu a mistura de 100 g de água a 70°C com 50 g de água a 40°C, após alguns minutos observou que a temperatura estabilizou em 55°C. Considerando-se o calor especifico da água igual a 1,0 cal/g.°C. Sendo assim, calcule a quantidade de calor cedida para o calorímetro.
Soluções para a tarefa
A fórmula da quantidade de calor é a seguinte:
Q = m . c . ΔT
Onde, Q= Calor, m = massa, c =calor especifico e ΔT = variação de temperatura (temp final [Tf] - temp inicial[Ti]).
Assim em todo calculo envolvendo equilíbrio térmico a soma do Q de quem perdeu temperatura deve ser igual ao Q de quem ganhou temperatura. Para esse caso a água a 70ºC perdeu temperatura, pois ele menciona que no equilíbrio a temperatura é de 55ºC. Enquanto o calorímetro (ele mencionou temperatura cedida ao calorímetro, por isso conclui-se que ele aumentou sua temperatura, pois recebe calor) e os 50 g de água a 40ºC estarão ganhando temperatura.
Assim, o Q₁₀₀ (dos 100g de água a 70ºC) deverá ter o mesmo valor absoluto do Qc (calor recebido pelo calorímetro) e Q₅₀ (dos 50 g de água a 40ºC).
|Q₁₀₀| = |Qc + Q₅₀| ou Q₁₀₀ + Qc + Q₅₀ = 0 (esses dois modos de estão corretos para o equilíbrio desse sistema)
Cálculo do Q₁₀₀:
Q₁₀₀ = m . c . ΔT
Q₁₀₀ = 100 g . 1 . (55-70)
Q₁₀₀ = 100 . 15
"Q₁₀₀ = -1500 cal"
Cálculo do Q₅₀:
Q₅₀ = m . c . ΔT
Q₅₀ = 50 g . 1 . (55-40)
Q₅₀ = 50 . 15
"Q₅₀ = +750 cal"
Agora que temo do valor de Q₁₀₀= -1500 cal e o de Q₅₀=+750 cal, basta jogar na fórmula do equilíbrio:
|Q₁₀₀| = |Qc + Q₅₀|
|-1500| = |Qc + 750|
1500 = Qc + 750
Qc = 1500 -750
"Qc = 750 cal" este é o calor cedido ao calorímetro.