Question

Na determinação do calor especifico de um metal, aqueceu-se uma amostra de 50g desse metal a 98ºC e a amostra aquecida foi rapidamente transferida para um calorímetro adiabático de cobre de capacidade térmica de 13,95 cal/ºC. No interior do calorímetro há 200g de água (calor específico 1 cal/gºC) a 21ºC. Calcule o calor específico do metal sabendo que o equilibrio térmico foi estabelecido a 24,6ºC.

Answer 1

Vamos calcular o calor de cada substancia:

Cobre:
Qc=m.c.ΔT 
Qc=150.0,093.(24,6-21) 
Qc=50,22cal 

Água: 
Qa=200.1.(24,6-21) 
Qa=720cal 

Metal em questão: 
Qm=50.c(24,6-98) 
Qm=-3670c 

Qc+Qa+Qm=0 
Q metal + Q cobre + Q água = 0 
m.c.(tf - ti) + m.c.(tf - ti) + m.c.(tf - ti) = 0 


50,22+720-3670c=0 

770,22-3670c=0 

3670c=770,22 

c=770,22/3670 

c=0,2098 

c≈ 0,2 cal/g°C 

Answer 2

As transferências de calor devem respeitar a 1ª Lei da Termodinâmica (Lei da conservação da energia), para isso toda energia trocada pelo sistema, deve permanecer no sistema.

Qcobre + Qagua + Qmetal = 0

Onde,

Q = m.c.ΔT (calor sensível)

No exercício foi fornecido:

Capacidade térmica do cobre = m.c = 13,95 cal/ºC

Quantidade de água = 200g

Temperatura final = 24,6ºC

Massa do metal = 50g

Temperatura inicial da água e do calorímetro = 21ºC

Então pela expressão acima temos:

Qcobre       +         Qagua      +         Qmetal = 0

13,95.(24,6-21) + 200.1.(24,6-21) + 50.c.(24,6-98) = 0

Dessa forma poderemos calcular o "c" do metal:

50,22 + 720 = 3670. c

c = 0,21 cal/ºC

O calor específico do metal em questão é 0,21 cal/ºC